作文素材之时事热评:气候学家获得诺贝尔奖,意味着什么

发布于 2021-10-08 22:00

这届诺贝尔物理学奖有点“冷”,颁给了一个“边缘地带”的科学家

2021-10-06 19:25 来源:澎湃新闻·澎湃号·政务   文| 陆成宽

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他是一位天才型的物理学家
知识面非常广

“乔治·帕里西是我的博士后导师,他确实应该获得诺奖,我替他高兴。”看到自己的导师获得诺奖,中科院理论物理研究所副研究员金瑜亮难掩心中喜悦。
对复杂系统的研究,乔治·帕里西做了许多基础性的工作。复杂系统由许多相互作用的元素组成。复杂系统的例子无处不在,全球气候、有机体、生态系统甚至整个宇宙都可以看作是复杂系统。

“与一般系统不同,复杂系统是不断涌现、不断变化的,涉及多时空尺度,这个系统在不断演化,不能用简单的形态或者某一些单一状态来描述。复杂系统具有随机性和紊乱的特点,难以理解。今年的奖项表彰了描述复杂系统和预测复杂系统长期行为的新方法。”北京师范大学教授陈晓松说。

乔治·帕里西的研究领域主要集中在量子场论、统计力学以及复杂系统。“他对统计物理学的发展做出了非常重要的贡献,他主要贡献就是给出了自旋玻璃模型一个精确解,这个模型是非平衡统计的一个基础数学模型。这是一项奠基性的工作。”金瑜亮说。

在学生金瑜亮眼里,乔治·帕里西非常聪明,是一位“天才型的物理学家”。“他的有些想法,我们普通人是很难理解的,他的思考方式、逻辑推理等跟我们普通人不太一样。”金瑜亮说。

让金瑜亮印象特别深刻的是,乔治·帕里西经常会在讨论问题的时候,突然联想到另外一个看起来完全不相干的问题。“他的知识面很广、知识积累深厚,他看到的某些问题之间的内在联系,可能其他人是看不到的。”金瑜亮解释道。

陈晓松也对乔治·帕里西知识面广印象深刻。陈晓松说,他是一个看上去非常安静的人,但在学术报告中可以看出他涉猎非常广。

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他是一位穿着布鞋,满头白发的小老头

“2000年,我曾有幸和真锅淑郎在同一个单位工作,当时他是日本海洋科技厅全球气候变化研究所全球变暖项目主任,我正好在这个研究所做博后,和他比较熟悉,也知道他所取得的成就。”看到真锅淑郎获得诺奖,中国气象科学研究院研究员张华心情激动。

张华认为,真锅淑郎获得诺贝尔物理学奖实至名归,他是国际上全球变暖研究的先驱者,在国际上首次定量评估了二氧化碳对全球变暖的贡献。

“如今,暴雨、干旱、台风等极端天气事件增多,全球变暖对人类生活的影响越来越大,造成的损失也越来越多。诺奖颁发给全球变暖研究,是对该领域研究人员的巨大鼓舞。”张华说。

1967年,真锅淑郎与合作者在美国《大气科学》杂志上发表论文,他们利用简单的辐射对流模式计算得出,在大气相对湿度固定的情况下,大气中二氧化碳含量加倍可以致使全球平均地表温度升高约2摄氏度。

“五十多年过去了,如今用复杂的三维地球系统模式分析得出结果的精度仍然没有超过他。”张华感慨道。

真锅淑郎的主要贡献有:

与合作者一起开创了用耦合的大气海洋模式来模拟地球气候;开创了全球气候变化对温室气体变化的敏感性研究;从数值模式中发现了地球气候可能存在多个平衡态。

在张华眼里,真锅淑郎是一个穿着布鞋、满头白发、和蔼可亲的小老头。“我认识真锅淑郎的时候,他给我的感觉就是非常平易近人。因为我们在一个组里研究气候变化,每个月都会有一次活动,大家交流学术研究,一起吃点东西,喝点什么,有的时候会跟他聊聊,他总是笑容可掬、平易近人,个子也不高,就是一个小老头。”张华回忆道。

同时,在科学研究上,“真锅淑郎是很认真的”。张华说:“他是一个追求科学本质的人,非常有真知灼见,反对把科学研究复杂化,主张要将复杂的事情简单化,抓住事情的本质。”

气候学家获得诺贝尔奖,意味着什么?

来源:红网 作者:陈奕瑾 编辑:陈乘 2021-10-06 22:10:10 

——本文系红网第七届全国大学生“评论之星”选拔赛参赛作品

瑞典皇家科学院10月5日宣布,将2021年诺贝尔物理学奖授予三名科学家,其中,日裔美籍科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼因“建立地球气候的物理模型、量化其可变性并可靠地预测全球变暖”的相关研究获奖,意大利科学家乔治·帕里西因“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用”而获得另一半奖项。(10月5日 新华社)

今日的地球是一个充满危机的星球,自然界和人类社会面临各种危机,包括环境危机、能源危机、经济危机等等,其共同作用造就了当今人类面临的最大危机——生态危机,而具有全球性的生态危机当属气候变化危机。其中全球气候变暖是人类目前最迫切需要解决的问题,关乎人类的生存与发展。联合国前秘书长潘基文也因此将气候变化问题称为“当今时代的决定性议题”。

从洪水到火灾,2021年是全球极端天气频发的一年,气候变化对全球的影响变得更加广泛,联合国政府间气候变化专门委员会8月9日发布的报告表明,气候变化在未来的几十年将给全球带来更严峻的考验,暖季将变得更长,冷季将变得更短,同时高温等极端天气变得更加频繁。全世界的人同呼吸,气候变化问题的公共属性决定了没有任何一个国家可以独善其身,也没有任何一个国家或少数几个国家可以独自完成保护气候的任务,而只有通过有效的国际合作才能真正有效解决问题。

今日的世界尽管充满着差异和矛盾,甚至是冲突和战争,但生活在同一个星球上的人类毕竟存在着现实和潜在的共同利益。每个国家有责任也有义务联合其他国家积极应对气候变化,为人类共同的美好未来携手努力。

文/陈奕瑾(长安大学)

气候学家首获诺贝尔物理学奖,专家:意料之外又情理之中

发布时间: 10-0611:04新京报社官方帐号

北京时间10月5日下午5点48分许,2021年诺贝尔物理学奖公布。今年这一奖项由两项不同研究背后的三名科学家共享,且这是物理学奖首次颁给气候学家。

美国日裔科学家真锅淑郎和德国科学家克劳斯·哈塞尔曼共享奖项的一半,以表彰他们“对地球气候进行物理建模,量化可变性,并可靠地预测了全球变暖”;意大利科学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi)则因其“在从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动的相互作用方面的发现”获得另一半物理学奖。

中科院大气物理研究所研究员周天军在新京报记者的采访中表示,诺贝尔物理学奖首次颁给气候学家,表明我们关于气候变化的认识是建立在坚实的科学基础之上的。两位获奖者的理论研究成果发表于五十多年前,他们均是气候变化研究相关方向的重要奠基人之一。

新京报:如何看待诺贝尔物理学奖首次颁给气候学家?

周天军:气候变化科学研究涉及多学科的交叉,但核心是物理学问题,今年获奖的两位气候学家研究所涉及的都是气候变化科学的核心物理问题,所以他们获得物理学奖是情理之中的;但以往诺贝尔物理学奖一般颁发给纯物理学方向,气候变化科学中的物理学问题属于应用基础研究,是物理学的一个分支,把诺奖颁给传统的物理学之外的分支学科,从这个角度来说,他们获奖又属于意料之外。对于气候学界来说,这也意味着经过几代人的努力,气候与复杂系统的研究终于得到物理学界的认同。

在气候变化相关领域,此前荷兰大气化学家保罗·约瑟夫·克鲁岑(Paul Jozef Crutzen)获得1995年诺贝尔化学奖,政府间气候变化专门委员会(IPCC)获得2007年度诺贝尔和平奖,美国经济学家威廉诺德豪斯(William D.Nordhaus)因其在气候变化经济学研究领域的成就而获得2018年诺贝尔经济学奖,这次诺贝尔物理学奖首次颁给气候学家,表明我们关于气候变化的认识是建立在坚实的科学基础之上的。

两位气候物理学家的获奖研究表明,我们关于气候的知识,是基于对观测的严格分析,是建立在坚实的科学基础之上的。气候变化的理论和结论,都是基于非常严格、复杂的数学和物理理论得出的。气候变化已经、并将继续影响我们每个人以及子孙后代的生活,我们今天的行动决定着地球气候的未来,我们应该也必须采取行动减缓气候变化。

新京报:两位获奖者的研究具体是什么?

周天军:真锅淑郎的贡献在于揭示了大气中二氧化碳浓度的增加如何导致地球表面温度升高的物理机理。在 20 世纪 60 年代,他最早利用简化的一维辐射-对流模式讨论了包括二氧化碳在内的影响因子对全球变暖的影响。到20世纪70年代,他领导了美国国家海洋大气局(NOAA)地球流体力学实验室(GFDL)地球气候物理模式的开发,在国际上较早建立起大气与海洋耦合作用的数值模式,用来模拟地球气候的变化,证明二氧化碳增加对气候的影响。他的研究也为我们开展未来气候变化预估奠定了理论基础。

哈塞尔曼的贡献是他提出了描述气候变化的随机气候模型,把长时间尺度的气候变化解释为短时间尺度的天气过程的累积,其中天气的变化用一个随机因子来表示,该模型在混沌随机的天气过程和稳定的气候变化之间架起了桥梁。他的另一项重要贡献,是指出包括温室气体在内的影响因子会在气候变化序列中留下特定的信号,这种特定的信号可以被称为“指纹”,通过分离出这种指纹,我们可以检测出人类活动对气候变化的影响。这是我们开展检测归因研究的理论基础。在分析气候变化时会存在很多“噪音”,也就是地球气候系统自身存在的冷暖变化,这些变化和人类活动无关、但是和人类活动的“指纹”掺杂在一起。气候变化检测和归因研究就是从“噪音”中找到人类活动影响的“指纹”,从而定量刻画人类活动对气候变化的影响。

新京报:于今年8月发布的IPCC第六次报告第一部分,揭示了人类活动对全球气候变化的重大影响,两位获奖者的研究对这一系列重要气候报告有多大贡献?

周天军:他们的贡献非常之大。这种贡献不在于该IPCC报告引用了多少篇他们的论文,而在于他们多年前的前沿性研究是我们现在开展气候变化研究的基础。应该说,这两位学者分别是气候模拟和预估研究、气候变化检测和归因领域的重要奠基人之一,而气候模拟和预估、气候检测和归因都是IPCC评估报告的核心内容。

他们还曾经直接对IPCC科学报告的编写做出贡献。两位获奖者都是IPCC 第一次评估报告(1990)和第三次评估报告(2001)的作者,哈塞尔曼还是1995年第二次评估报告的作者。

新京报:此次物理学奖颁给几十年前提出的基础性研究,而不是近年的最新研究,你对此怎么看?

周天军:从他们研究理论的提出,到此次获得诺贝尔奖,已经过去了五六十年。真锅淑郎和哈塞尔曼的相关研究成果分别是在20世纪60年代和70年代取得的,现在这两位学者年龄都近90岁了。

对于气候物理学界来说,这其实是一个姗姗来迟的奖项,在国际上,有许多杰出的学者,他们的贡献其实也是诺奖级的,在气候模式方面,就包括真锅淑郎的同事、GFDL的创建者Joseph Smagorinsky (1924–2005) 博士。

新京报记者 向晨雨

这届诺贝尔物理学奖得主,找到了地球升温的原因

发布时间: 10-0518:59楚天都市报官方帐号

极目新闻记者 张扬

瑞典当地时间10月5日中午12点,诺贝尔奖委员会正式宣布,获得2021年诺贝尔物理学奖的是三位来自不同国家的科学家——美籍日裔的真锅淑郎(syukuro manabe),来自德国的克劳斯·哈塞尔曼(klaus hasselmann)以及意大利的乔治·帕里西(Glorglo parisi)。

三位获奖者因对混沌和明显随机现象的研究而分享了今年的诺贝尔物理学奖。真锅淑郎和克劳斯·哈塞尔曼为我们了解地球气候以及人类如何影响它奠定了基础;乔治·帕里西因其对无序材料和随机过程理论的革命性贡献而获奖。

三位获奖者加起来有253岁了

真锅淑郎,1931年9月21日生于日本爱媛县,如今在美国普林斯顿大学做研究工作,担任该大学的高级气象学家。

克劳斯·哈塞尔曼,1931年10月25日生于德国汉堡,曾担任汉堡马克斯普朗克气象研究所的创始主任,目前他是欧洲气候论坛的副主席。

乔治·帕里西,生于1948年8月4日,如今就职于意大利罗马大学。他还是意大利猞猁之眼国家科学院院士,法国科学院的外籍院士和美国国家科学院院士。

可以看到,三人的年纪都非常大了。真锅淑郎和克劳斯·哈塞尔曼都已年届九十,“最年轻的”乔治·帕里西也是73岁的古稀之年。三人加起来已有253岁。

这也说明要得到诺贝尔奖的承认不仅要有杰出贡献,还要经得起时间的考验,不管是人还是研究成果。

地球温度升高的原因就是本次获奖者证明的

复杂系统的特点是随机性和无序性,难以理解。其中与人类最为相关的就是地球上的天气和气候了。

地球气候是一个对人类至关重要的复杂系统。真锅淑郎的研究展示了大气中二氧化碳含量的增加如何导致地球表面温度升高的。在1960年代,他领导了地球气候物理模型的开发,并且是第一个探索辐射平衡与气团垂直输送之间相互作用的人。他的工作为当前气候模型的发展奠定了基础。

大约十年后,克劳斯·哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,从而回答了为什么气候模型在天气多变且混乱的情况下仍然可靠的问题。他还开发了识别特定信号、指纹的方法,自然现象和人类活动都在气候中留下印记。他的方法已被用来证明大气温度升高是由于人类过度排放的二氧化碳。

而在1980年左右,乔治·帕里西在无序的复杂材料中发现了隐藏的模式。他的发现是对复杂系统理论最重要的贡献之一,这使得理解和描述许多不同的、显然完全随机的材料和现象成为可能,不仅在物理学中,而且在其他非常不同的领域,如数学、生物学、神经科学和机器学习。

在宣布获奖名单时,诺贝尔物理学委员会主席托尔斯·汉斯·汉森说:“今年获得奖项的发现表明,我们对气候的了解建立在坚实的科学基础之上,是基于对观测的严格分析。今年的获奖者都为我们更深入地了解复杂物理系统的特性和演化做出了贡献。”

诺贝尔物理学奖揭晓:明确支持全球变暖理论 | 新京报快评

2021-10-05 22:29  编辑:迟道华

2021年10月5日,瑞典皇家科学院决定把2021年诺贝尔物理学奖授予三位物理学家,美国普林斯顿大学的真锅淑郎(Syukuro Manabe)和德国汉堡马克斯·普朗克气象研究所的克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann),以及意大利罗马大学的乔治·帕里西(Giorgio Parisi)。

真锅淑郎和哈塞尔曼共同分享一半奖金,帕里西分享另一半奖金。真锅淑郎和哈塞尔曼的贡献是,“对我们理解复杂物理系统做出开创性贡献”;帕里西的贡献是,“发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和波动之间的相互作用。”

总体而言,三位获奖者是因为对混沌和明显随机现象的研究,而分享今年的诺贝尔物理学奖。分别而言,真锅淑郎和哈塞尔曼为人们了解地球气候以及人类如何影响气候奠定了基础;帕里西则是因为其对无序材料和随机过程理论的革命性贡献而获奖。

尽管全球变暖是一种可以感受到的气候变化,但是,具体的实锤证据还是太少,需要更多的证据和数据来证明。尤其是,2009年11月20日,世界著名的英国东安格利亚大学气候研究中心(CRU),数以千计的电子邮件和数据文件被盗,并被陆续张贴到网上,其中的一些邮件显示,这个权威气候研究机构的科学家们,为支持碳排放愈演愈烈的结论,可能涉嫌伪造和操纵数据。

越是在这种情况下,越是需要科学用证据来证明气候变暖,并说服公众、各国领导人和政治家。当然,真锅淑郎和哈塞尔曼的研究结果是在较早之前,而且到现在也已经接受了时间和实践的部分检验。

真锅淑郎在1960年代领导并研发了一个地球气候物理模型,而且是第一个探索辐射平衡与气团垂直输送之间相互作用的人。他的工作和研究揭示了大气中二氧化碳含量的增加如何导致地球表面温度升高,从而为当前气候模型的发展奠定了基础。

之后的1970年代,哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,由此回答了为什么气候模型在天气多变,并且混乱的情况下仍然能可靠地测定气候的变化。更重要的是,哈塞尔曼还研发了识别特定信号、指纹的方法,可以通过这些信号和指纹观察到自然现象和人类活动在气候中留下的印记。而且,这样的方式已被用来证明大气温度升高主要是由于人类排放二氧化碳。

帕里西则是1980年代在无序的复杂材料中发现了隐藏的模式。这一发现使理解和描述许多不同的、显然完全随机的材料和现象成为可能。而且,这样的现象不仅在物理学中,在其他迥然不同的领域,如数学、生物学、神经科学和机器学习中也是如此。因此,帕里西的模式是对复杂系统理论最重要的贡献之一。

1958年,真锅淑郎在日本东京大学获得博士学位后,应美国国家气象局(现为美国国家海洋和大气管理局)的邀请赴美,研究使用刚刚开始普及的计算机来预测天气。他的模型是把大气视为从地面到天空的单个支柱,并结合暖空气上升并取代冷空气的对流效应,以及地表和空气辐射的热量进行计算。

哈塞尔曼的理论模型是,将气候的缓慢变化解释为对短期“天气”扰动的连续随机激励的整体响应。耦合的海洋—大气—冰冻圈—陆地系统分为快速变化的“天气”系统(主要是大气)和缓慢响应的“气候”系统(海洋、冰冻圈、陆地植被等)。随机气候模型的基本特征是保留了非平均的“天气”成分。它们在形式上表现为随机。气候系统作为这种短周期激励的积分器,表现出与类似布朗运动中的大粒子与小得多的粒子相互作用并随机游走的响应特征。该模型预测气候与观察结果基本一致。

帕里西是意大利理论物理学家,在多个方面都有着杰出贡献,包括研究深非弹性过程中的标度违规(Altarelli-Parisi方程)、超导体通量限制模型作为夸克限制机制的假说、在统计经典系统中使用超对称性,在湍流中引入多重分形,随机聚集增长模型的随机微分方程(Kardar-Parisi-Zhang方程)以及对复制方法的开创性分析等,使得人们对物质无序系统的理解有很大帮助。

显然,今年的诺贝尔物理学奖有把不同研究凑到一起的印象,但是在观察世界的无序、随机运动和真相上,三人的创新和理论模式有助于人们认识复杂的世界。

更为明显的是,此次诺贝尔奖直接对全球变暖理论予以背书和明确支持。尽管全球有无数的科学家提出各种理论来描述全球变暖,以及指出全球变暖主要是人类的活动造成的,但是,还是有很多人怀疑这个结论,尤其是英国东安格利亚大学的气候数据陷入“气候门”之时,人们的怀疑更大。

现在,诺贝尔奖直接肯定了两位科学家全球变暖的模型理论,实际上也是对全球变暖理论的支持,无疑对未来推动全球控制气候变暖的行动有重要的促进作用。

新京报特约撰稿人丨张田勘(专栏作家)

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