透視諾貝爾》氣候科學家奪下物理學獎 具指標性意義

2021年諾貝爾物理獎由日裔美籍學者真鍋淑郎、德籍科學家哈斯曼（Klaus Hasselmann）、義籍學者帕裡西（Giorgio Parisi）3人共同獲獎。(圖片來源 / facebook.com/nobelprize)

2021年諾貝爾物理獎由日裔美籍學者真鍋淑郎、德籍科學家哈斯曼（Klaus Hasselmann）、義籍學者帕裡西（Giorgio Parisi）3人共同獲獎。他們研究的共通之處，是都運用了「複雜系統」的概念，幫助人類更深度理解全球暖化、氣候變遷，以及人類活動如何影響氣候。

《紐約時報》指出，本屆得主名單的意義，是諾貝爾物理獎肯認了全人類在氣候變遷中的角色。在物理學的複雜系統中，充滿隨機性與無序性，而這也是我們生活的世界的常態。然而，本屆得主卻都找到了極爲可靠的方法，來預測長期的影響與變化。

●用「複雜系統」 預測全球暖化與氣候變遷

3名得主之一的真鍋淑郎，已經高齡90歲、退休多年。他長年研究氣候變遷模型，人們所熟知：「大氣中二氧化碳濃度提高，會拉擡地球表面均溫」的概念，就是奠基於他的研究。

（諾貝爾物理獎得主真鍋淑郎。圖片來源／Nobel Prize Twitter）

早在1960年代，真鍋淑郎便帶領學界建立以物理學爲基礎的模型，用來預測全球氣候狀態，後來也爲政府間氣候變化專門委員會（IPCC）所用；同時，他也是史上第一個探索輻射平衡、氣團垂直運動關聯性的學者。

真鍋淑郎發表相關研究後10年，哈斯曼接棒，創建了連結天氣與氣候的物理模型，解謎人類一直以來的疑問：天氣如此複雜難測，我們真的能夠用真鍋淑郎的氣候模型，來預測全球暖化嗎？哈斯曼的答案是可以。

此外，哈斯曼也建置了研究方法，辨識出大氣中特定的警訊、人類活動足跡。後來的學者並使用這套方法，證明人類所排放的二氧化碳，確實導致地球均溫升高。

（諾貝爾物理獎得主哈斯曼。圖片來源／Nobel Prize Twitter）

第3位得主帕裡西，則因提出針對複雜系統的理論獲得殊榮，他發現了物理系統中無序、漲落的交互作用關係，能用來解釋量子級別、也能用來解釋星體級別的現象。學界公認，他的理論對於複雜系統的理解，具有「極爲重大的貢獻」。

近年來，愈來愈多研究將「溫室氣體增加」與「人類活動（比如化石燃料）」的關係串聯起來，證明人類活動確實是影響氣候變遷的主要因素，且從前工業時代就已開始。

●氣候變遷研究先驅者 半世紀前假說如今一再被驗證

中研院環境變遷研究中心特聘研究員兼專題中心執行長許晃雄進一步指出，真鍋淑郎4、50年前即根據物理方程式，將大氣中的氣體流動，包括雲與輻射彼此的交互作用，加上海洋、深海環流的影響等，將此複雜系統透過電腦的虛擬地球模型，模擬出真實的地球氣候運作方式，甚至假想溫室氣體增加，地球、大氣、海洋、地表等，如何變遷。

由於真鍋淑郎和哈斯曼的研究距今已4、50年，雖然兩人地位崇高，當年提出的假說並未遭到挑戰，但仍很難想像大約半個世紀後的今天，二氧化碳和氣溫會上升如此快速，不過如今，當年的模擬結果一再被驗證，可謂爲先驅者，而且當今許多執政者近幾年才意識氣候變遷嚴重性。

國立清華大學物理學系特聘教授林秀豪則說，帕裡西堪稱統計場論的祖師爺，她提出統計系統是由很多要素成分組成，例如社會就是一個典型的複雜系統，無法用單一公式描述，而且這些成分具有交互作用，卻又無序、沒有規律性。

（諾貝爾物理獎得主帕裡西。圖片來源／Nobel Prize Twitter）

●氣候科學家奪下物理學獎 具指標性意義

諾貝爾物理獎委員會主席韓森（Thors Hans Hansson）表示：「今年，我們肯認這些研究的發現，代表着人類對氣候變遷的相關知識，有其堅固的科學基礎、以及對觀察嚴謹的分析。」《華爾街日報》也指出，今天頒發物理獎後不到1個月，聯合國每年的氣候峰會，即將在蘇格蘭舉行。

許晃雄與林秀豪均指出，地球其實就是一個非常複雜的物理模型，很多系統看來是雜亂的訊號，卻對整體地球氣候帶來巨大沖擊，其實就是一個極端複雜的系統，因此今年3位物理獎得主的研究主體其實能夠串連起來，解釋許多現象。

許晃雄認爲，這次由研究氣候模擬的科學家拿下物理學獎有相當特殊意義，顯示諾貝爾物理學獎也注意到人類發展過程中，地球物理的瞭解也有重大貢獻，而且上一次由大氣化學家拿下諾貝爾化學獎已經10多年前。因此，今年以解釋自然現象、具實用性的研究學者奪下獎項，意義非凡，也是一大肯定。