诺贝尔物理学奖：解读气候紊乱以更好地预测它

诺贝尔物理学奖授予了三位科学家，他们试图通过模拟气候变量，预测复杂系统（如气候）的长期演化，而人类的行为会在这些系统中造成混乱。

为许库罗·马纳贝（Syukuro Manabe）和克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）赢得了一半奖金的全球变暖建模与第三位获奖者乔治·帕里西（Giorgio Parisi）的工作之间有什么联系，他专注于物质的潜在无序性？

这三种方法都研究复杂系统：大尺度气候或无限小尺度下某些物质的行为。从这些系统中不稳定的波动中，三位物理学家成功地挑出了更简单的行为和可靠的预测。

诺贝尔物理学委员会成员约翰·维特劳弗（John Wettlaufer）周二在斯德哥尔摩宣布诺贝尔物理学奖时说：“我们认识到，新出现的现象有时需要我们审视所有单个复杂的物理机制，并将它们结合起来做出预测。”。

法国国家科学研究中心的物理学家Freddy Bouchet说：“气候是一个非常复杂的系统。”

换言之，大量的变量与大气、海洋、土壤、植被相互作用，使得几周后的可靠预测变得难以捉摸。

但除了这一可观察到的混乱之外，还有一些明确的趋势可以与明确的原因联系起来，比如人类活动导致的长期全球变暖。

潜规则

“在气候科学中，随机性和系统性是重叠的，”Bouchet说。“克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann）开发的数学工具使我们能够将两者分开，以便更好地了解气候的演变。”

能够梳理出噪声中随机信号的模式对于理解热浪、风暴和飓风等极端天气的演变至关重要。

日裔美国人Syukuro Manabe开发的模型成功地破解了气候子系统的特征码。

Bouchet说：“这些是第一个能够计算出人类活动引起的二氧化碳增加对全球变暖影响的模型，是当代气候模型的核心。”。

乔治·帕里西（Giorgio Parisi）则对这些复杂系统的理论做出了重大贡献，他揭示了支配它们的隐藏规则。

“通过数学研究自然，我开始为这门在20世纪80年代初还不存在的科学奠定基础，”这位意大利研究人员今年早些时候告诉《晚邮报》。

例如，这是一门允许我们解释飞行中椋鸟云团形态变化的科学。

帕里西提供了数学工具来理解随机过程如何在大型结构（如控制气候的结构）的发展中发挥决定性作用。

如今，它们被应用于生物学、神经科学和人工智能。