國立陽明交通大學物理研究所博士張鳳吟、台灣科技媒體中心/共同翻譯

三位得獎者因他們在混沌與顯著隨機現象的研究,共享今年的諾貝爾物理獎。真鍋淑郎(Syukuro Manabe)與克勞斯·哈塞爾曼(Klaus Hasselmann)為我們對地球氣候與人類如何影響它的知識奠下基礎。 喬治·帕里西(Giorgio Parisi)因他在無序材料與隨機過程的革命性貢獻而獲獎。

複雜系統的特點是隨機、無序並難以理解,今年的獎項表彰了描述並預測它們長期行為的新方法。

一個對人類生命非常重要的複雜系統是地球氣候。真鍋淑郎展示了大氣增加的二氧化碳含量如何使地球表面溫度升高。在 1960 年代,他領導地球氣候物理模型的發展,並是探索輻射平衡與氣團垂直輸送的第一人。他的工作為現在的氣候模型發展奠定了基礎。 

 大約10年後,克勞斯·哈塞爾曼開創了連結天氣與氣候的模型,因此回答為什麼氣候模型是可信賴的問題,儘管天氣是可變且混沌的。他也發展辨別特定訊號、「指紋」的方法---自然現象與人類活動都在氣候中留下印記。他的方法已被用來證實,大氣增加的溫度肇因於人類二氧化碳的施放。 

大約1980 年左右,喬治·帕里西在無序的複雜材料中發現了隱藏的模式,他的發現是對複雜系統理論最重要的貢獻之一。這些發現使得人們有可能去理解和描述許多不同、顯然完全隨機的材料和現象,其不限於物理學,也在其它非常不同的領域,如數學、生物學、神經科學和機器學習。

諾貝爾物理獎委員會主席索爾斯.漢斯.漢森(Thors Hans Hansson)表示:「今年所表彰的這些發現,展示我們關於氣候的知識是依靠堅實的科學基礎,基於觀測的嚴格分析。今年的得主都使我們對複雜物理系統的特性與演化有更深入的見解。」

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曾雨涵

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