|三国科学家分享今年诺贝尔物理学奖

从量子到天气 , 向“复杂”求解释 
采访人员 俞陶然 徐瑞哲 
瑞典皇家科学院昨天宣布 , 将2021年诺贝尔物理学奖授予三位科学家——日裔美籍科学家真锅淑郎、德国科学家克劳斯·哈塞尔曼、意大利科学家乔治·帕里西 。 真锅淑郎和哈塞尔曼因“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”分享一半奖金 , 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”获得另一半奖金 。  
复旦大学物理学系教授黄吉平表示 , 前两位科学家和帕里西分属不同领域 , 但三位获奖者有共同点——他们的研究对象都是复杂物理系统 , 都通过计算机和理论建模进行研究 。  
他与杨振宁属于同一类型 
复旦大学物理学系教授施郁昨天上午在科学网发表文章 , 预测帕里西和比约肯将分享今年诺奖 。 “我猜对了一半 。 ”施郁笑道 , “因为帕里西在统计物理学和粒子物理学领域都作出了重要贡献 , 在量子色动力学中与阿尔塔雷里合作提出了阿尔塔雷里—帕里西方程 , 我就为他‘匹配’了在量子色动力学中也取得重要成果的比约肯 。 ”没想到 , 帕里西获奖的原因与量子色动力学无关 , 而是“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” , 这是他的统计物理学研究成果 。  
由此可见 , 这位意大利科学家涉猎甚广 。 “他是物理学界的思想巨人 , 与杨振宁、李政道类似 , 是在多个研究领域作出贡献的理论物理大师 。 ”华东理工大学教授、中国科学院理论物理研究所博士廖玮告诉采访人员 , “上世纪70年代末 , 他来华访问了中科院理论物理所等单位 , 并与中国科学家合作发表论文 。 ” 
“自旋玻璃”适用范围广阔 
帕里西的统计物理学经典之作 , 是第一次得到了“自旋玻璃”模型的精确解 。  
同为固体物质 , 有的内部结构是有序的 , 包括常用的金属 , 如铁;有的结构则是无序的 , 如玻璃 。 有了X光等观测手段 , 人们可以很容易地发现有序排列的微观结构 。 但无序结构的玻璃 , 透明却又含混 , 尽管也十分常用 , 对其物理本质并无清晰而深刻的理解 。  
上海交通大学物理与天文学院交叉科学研究所王宇杰教授举例说 , 磁铁体系中有无数小磁条 , 它们要么箭头朝上 , 要么箭头朝下 , “一上一下”地单一指向 , 产生了铁磁相变过程 。 而在玻璃体系中 , 原子和分子都在无规则自旋状态下 , 朝向不一、相变不同 。  
于是 , 帕里西试图用一个统计物理学的模型系统 , 来模拟真实的物理系统 , 用数理方法成功求解 , 完美解释了玻璃的相变行为 。 这样一来 , 复杂物理系统就被简化为“自旋玻璃”模型 , 带有普适性地诠释了无序体系的物理规律 。  

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