封面新聞記者 吳德玉
當地時間10月5日,瑞典皇家科學院公佈了今年諾貝爾物理學獎的三位獲得者:美籍日裔科學家真鍋淑郎(Syukuro Manabe)、德國科學家哈斯曼(Klaus Hasselmann)和義大利科學家帕裡西(Giorgio Parisi),他們的工作是在看似無序的情況下發現秩序,幫助解釋和預測複雜的自然,擴大了大眾對氣候變化的理解。90歲的真鍋淑郎和89歲的哈斯曼因為在地球氣候預測模型和“預測全球變暖”方面的工作共同分享了一半的獎項,獎項的另一半則頒給了73歲的帕裡西,他解釋了物理系統中的無序狀態,範圍小到原子內部,大到行星。
因為真鍋淑郎是氣象學家,哈斯曼是海洋學家和氣候建模師。有評論稱,諾貝爾獎物理學獎出圈了,今年首次頒給氣象學家。這是否是對物理學獎的一種誤讀?
在當天該獎項揭曉前,復旦大學物理學系的施鬱教授在科學網的部落格以及直播開始時,成功預測了帕裡西獲獎,並強調了複雜系統研究可能獲得諾貝爾物理學獎。
施鬱教授長期關注物理諾獎,10月8日,就大眾關心的一些焦點問題,他接受了封面新聞記者的採訪,並逐一解讀。
封面新聞:作為一名物理學專家,除了本專業,您還長期密切關注物理諾獎,並進行分析預測和解讀,這是基於什麼初衷?
施鬱:沒有什麼特別的初衷。我對物理學大多數主要領域、物理學史和整體結構都比較熟悉,而諾貝爾獎自然是很多科學工作者關心的,所以也就自然地發表一些看法。
封面新聞:今年的諾貝爾物理學獎一共有多少組候選人?您是如何從中鎖定了義大利的帕裡西先生?
施鬱:如果指諾獎委員會決策過程中的諾獎候選人,這個是嚴格保密的,外人都不知道。如果指我本人考慮過程中的“候選人”,那麼我考慮到,今年可能要首次授予複雜系統,而“硬核”的物理學家中,對複雜系統做出“硬核”重要貢獻而且還健在的,我本人覺得帕裡西脫穎而出。
封面新聞:您能否用通俗的語言解讀一下,是否意味著科學家將帶領人們走出混沌,更準確地認知我們的世界?
施鬱:如果“混沌”是指對世界的認知模糊,“更準確地認知我們的世界”就是科學的宗旨,科學家一直在做這件事。如果“混沌”是指非線性系統對初始條件的敏感,比如天氣,是的,科學家對包括非線性系統在內的複雜系統的認識取得了不少成績,而且還將繼續前進。
封面新聞:有評論稱,2021年,諾貝爾物理學獎破圈了,三位獲獎者有兩位並非物理學家,您是否認同這一觀點?為什麼?今年的三位諾獎得主,除了義大利的帕裡西先生,其他得主的頭銜還包括氣象學家、海洋學家等,你所指的“並非通常意義的物理學家”,是否意味著已經完全重新整理了普羅大眾對傳統物理的認知?什麼是狹義的物理什麼是廣義的物理?
施鬱:複雜系統是物理學的一個前沿,氣候和天氣是典型的複雜系統。天氣問題在混沌研究中扮演了非常重要的作用,可以說是非線性科學的起源之地。氣候專家獲得諾貝爾物理學獎雖然是首次,但是在道理上沒有問題,獲獎成就也完全是用物理學研究方式所取得。
至於帕裡西,他本來就是理論物理學家,最初是研究粒子物理的,獲獎領域也是傳統的物理學領域,是凝聚態物理和統計力學的自旋玻璃問題,後來,包括他本人在內的科學家發現,很多其他複雜系統類似於自旋玻璃。通常物理學部門侷限於大家通常認為屬於物理學的那些領域,或者說狹義的物理,這些領域的專家就是通常意義的物理學家。在很多場合,大氣物理劃分到大氣科學,地球物理劃分到地質學。不過,北京大學的物理學院包括大氣物理和地球物理。管理上,與氣象學密切相關的力學和流體力學也常常作為獨立於物理學的學科。這些都是從管理方便出發的,是人為的。
其實從大自然本身的屬性和研究方法來說,很多領域都是物理學。物理學覆蓋宇宙中的一切,簡單地說,物理學家認為是物理學的領域,也就是說,用物理學的研究方式去研究的領域,就是物理學,或者說廣義的物理學。而且,很多複雜系統正是超出狹義的物理學旗號下的。所以用“破圈”指兩位氣候專家獲獎,從通常管理部門的分工來說,這個說法也有道理,但是這個圈不是真正的圈。所以今年的諾貝爾獎可以讓普羅大眾更瞭解物理學是什麼,對物理學更有好感。
封面新聞:您曾經撰文表明,諾貝爾青睞壽星,並談到2017年的諾獎物理學獎,引力波諾獎得主年齡較大,三位科學家年齡分別是85,81,77,並總結,要想得諾貝爾獎必須要長壽。而今年三位科學家的平均年齡高達84歲,這是否與物理研究與探索漫長的道路有關?
施鬱:是的。獲得諾獎,要求研究成果被確立為特別重要的成果。這樣就有大概兩種情況。一種情況是,為了做出這個重要成果,需要漫長的時間,引力波就是這種情況。但是引力波探測成功後,立即被認可,很快就得獎了,這個階段沒有漫長的等待時間。 更多的是另一種情況,成果做出後,等待了很長時間後,才得獎。 今年的諾貝爾物理學獎就是這樣,再比如,去年的彭羅斯、前年的皮伯斯、大前年的阿什金。
人物簡介
施鬱,2005年至今任復旦大學物理學系教授,從事理論物理若干領域的研究。1989年和1994年在南京大學分別獲學士和博士學位,曾長期在劍橋大學工作,也曾在科隆大學、伊利諾伊大學、清華大學高等研究中心和德克薩斯大學工作過。
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