2021年10月5日，瑞典皇家科學院決定將諾貝爾物理學獎，授予三位在對理解複雜物理系統中做出開創性貢獻的科學家。他們分別是在日本出生的美國籍普林斯頓大學高階研究員真鍋淑郎，德國科學家克勞斯哈塞爾曼以及義大利物理學家喬治帕裡希。
儘管這次有三個人獲獎，但是諾貝爾獎是一個雙黃蛋，兩個蛋黃分別代表不同的研究領域。真鍋淑郎和克勞斯共享了一半的獎金。
他們從上個世紀六十年代起，就開始研究地球氣候的建模，氣候變化的量化，以及全球變暖的可靠預測。
每個人分走了1/4的獎金，獨享另一半獎金的是義大利物理學家喬治帕裡希。他是統計物理和複雜系統領域的知名學者。在量子場論自旋玻璃非平衡統計物理等領域都有著突出的貢獻。他的頒獎詞是，發現了從原子到行星尺度的物理系統中無序和漲落的互動關係。
那麼今年的諾貝爾物理學獎有哪些值得說一說的事兒呢？咱們先來扒一扒今年的諾獎主題：複雜系統。什麼是複雜系統呢？
與複雜系統對應的系統是簡單系統，簡單系統是可以用物理經典的還原論思維來簡化描述它的規律的系統。比如衛星繞地球運動，我們只需要把衛星所受到的基本作用力一一分解出來。然後列出牛頓方程就可以解決掉衛星軌跡的問題了。而複雜系統並非簡單系統的線性疊加，而是由大量單元相互作用組成的系統。
它的活動呈現非線性，往往形成具備無數層級的複雜組織，如果把我們每個人的一生生老病死看作簡單系統的話。那麼整個人類歷史的發展演進就是一個複雜系統。
複雜系統有許多相互作用的不同部分組成，可能會受到一些偶然因素的支配。複雜系統也可能是混沌的初始條件的微小差異，可能會導致後期的巨大變化。這個就是所謂的蝴蝶效應，一隻南美洲亞馬遜河流域熱帶雨林中的蝴蝶偶爾扇動幾下翅膀，就可以在兩週以後引起美國德克薩斯州的一場龍捲風。
因此複雜系統很難用數學方法來描述。最典型的複雜系統就是我們的天氣系統。地球在公轉也在自轉，只有一半的區域沐浴著陽光，每個人都在吸入氧氣，撥出二氧化碳。植物們也在進行著光合作用，海水在不斷的蒸發，大氣中有那麼多氣體分子。一會兒東邊的山上下起了雨，一會兒西邊的河岸又颳起了風。這個系統想想都複雜。直到現在，儘管許多天氣預報a p p 都能夠做到十四天天氣預報。但事實上，想要做到超過十天的準確天氣預報就已經是一件難如登天的事情了。
複雜系統很複雜，但這並不代表不可被研究。今年的兩位諾獎獲得者真鍋淑郎和克勞斯就是研究氣象系統的科學家。他們倆這次獲獎開闢了諾獎的很多個第一次。首先就是氣象學家第一次獲得諾貝爾物理學獎，之前對氣候變化進行研究的學者也曾經獲得過諾貝爾獎，但不是物理學獎所研究的物件，也並非氣象學本身。
以前的諾貝爾物理學獎都是主要頒發給做基礎物理工作的人。而這次直接頒發給做數值研究的科學工作者。他們的結論是，現在困擾全球的變暖問題與你我是息息相關的。人類在全球變暖的過程中排放了大量的碳就是全球變暖的最重要原因。
早在上個世紀的六十年代，原籍日本的美國氣象學家真鍋淑郎就發現了可根據物理定律，在計算機上線上和預測整個地球的氣候數值模型。
這個模型首次證明了大氣中的二氧化碳濃度對氣候有著重大的影響。在中國數量的模型問世十年後，克勞斯哈塞爾曼再度建立了一個將天氣和氣候聯絡在一起的模型，從而回答了為什麼氣候模型在天氣多變而且混亂的情況下依舊可靠的問題。他還發現瞭如何識別自然現象以及人類活動在氣候中留下印記的方法。這些發現都被用來證明大氣溫度的升高，就是人類排放二氧化碳的結果。
雖然人們在二十一世紀才開始接觸到全球變暖的概念，但在三十多年以前就已經有科學家證明了全球變暖和人類活動是息息相關的。
為人們解決全球變暖的問題提供了一定的理論基礎。有了真鍋淑郎和克勞斯的研究成果，地球正在升溫。升溫的原因並不是自然現象，而是人類碳排放量的增加。既然原因已經查明，接下來就是如何降低排放量了，要不然啊冰川融化恐怕很多沿海城市呢都將陷入海底，如果說今年的諾貝爾物理學獎一半頒發給了氣象學研究，算是爆出了一個不大不小的冷門的話。
那麼義大利物理學家喬治帕裡西的獲獎就可以稱得上是眾望所歸了。在今年的獎項公佈之前呢，外界都將他列為獲獎的熱門人選。因為他在獲得諾貝爾獎之前。已經獲得了大多數物理類的獎項，其中包括波爾茲曼獎、費米獎、昂薩格獎、沃爾夫獎等等。再加上諾貝爾物理學獎。
喬治帕裡西也可以稱得上是人生贏家，物理學大滿貫了，那麼他研究的是什麼呢？其實吧這個問題一般人還真的看不太懂。
喬治帕裡希是一名不拘一格的理論物理學家，他的研究面很廣，涵蓋了粒子物理、量子場論、統計、物理團流等領域。這次諾貝爾獎主要授予的是他在自旋玻璃相關領域的貢獻。
自旋玻璃是一種非常複雜的材料。在這類模型中，詞句間存在著鐵磁相互作用以及反鐵磁相互作用的競爭。這句話聽起來有些晦澀，我們可以打一個簡單的比方。
現在我們把一塊材料想象成為一個隊伍。在鐵磁材料中相鄰的人傾向於看著相同的方向。這樣一來只有所有的人都聽從口令，按照軍訓的要求，全部都向右看，其實所對應的狀態就是能量最低狀態。反鐵磁材料則恰恰相反，隊伍裡相鄰的兩個人，更傾向於朝向相反的方向。這樣一來就必須按單雙號進行分類。單號向右看齊，雙號向左看齊的狀態才是能量最低態。
自旋玻璃態中既不是完全的鐵磁相互作用，又不是完全的反鐵磁相互作用。就像在一個隊伍中，有的人傾向於和鄰居保持一致。而有些人傾向於和鄰居相反，有時你為了遷就一個鄰居，跟他一樣，向右看時，可能就會得罪另一個鄰居，因為他希望你向左看。如此一來自旋玻璃的最低能量態就顯得有些複雜了。
如果非要打個比方來解釋自旋玻璃態的話。我想可以用處於婆媳終端中的男人來描述，有時女人的話是正話要正著聽，有時女人的話是反話，要反著聽。那麼作為婆媳爭端中最無辜的你。到底是要正著聽還是反著聽呢？也許啊只有身在其中的你才能理解那種不知道站在哪頭感覺。
自旋玻璃模型是一種高度抽象的模型，它可以用來描述各種無序材料，也可以被用來描述各種不同尺度，包含複雜相互作用的系統。
例如蛋白質的摺疊問題，就可以用自旋玻璃模型來解釋。透過對自旋玻璃的研究，帕裡西發展出了一種用數學對其進行描述的方法。
自旋玻璃的相關大量基本問題得到解決，並由此得出一種包含許多不同複雜系統的有序和隨機現象的理論，成為複雜系統的研究的基石。
這不僅影響著物理學研究，也對數學、生物學、神經科學和機器學習等領域產生了重要的影響。儘管說到現在，可能大家還對喬治帕裡奇的研究有些懵懵懂懂。但至少有一點，我們是完全可以肯定的，那就是他的研究完全足以撐得起一個諾貝爾獎。
按照諾貝爾獎的規則，一個獎項最多隻能頒發給三個人。
自2016年開始，諾貝爾物理學獎的獎盃就一直由三位物理學家共同舉起。近十一年來也有八次是這樣的情況。最近的四十年來，只有1982年、1985年、1991年和1992年四個年份的諾貝爾物理學獎由一人獨佔，而在其他的年份中，絕大多數都是三人獲獎。
從歷史的角度來看，諾貝爾物理學獎47次由一人獲得，32次由兩人分享，36次由三人共享。早年的諾貝物理學獎，由一人獨佔的情況多一些。
而現如今，可能三個名額都不太夠用。
為什麼諾貝爾獎會設定一個獎項的獲得者不得多於三人的規定呢？這當然肯定不是因為組委會的獎金不夠。如果今年的諾貝爾物理學獎是一個長長的，有一百多個科學家的獲獎名單，那麼這張紙的含金量將會大大的降低。如果頒發諾貝爾獎，像某些單位年底評選先進工作者一樣，大家輪著來，人人都有份的話，那麼這個獎項可能就失去了意義。
諾獎只能證明這個人確實厲害，但是不能證明其他的人不厲害。這就好比四年一度的世界盃足球賽，每屆世界盃上有實力拿下冠軍的球隊。
都不止一個，巴西、阿根廷、法國、西班牙等一眾豪強都有這樣的實力。但問題是冠軍只能有一個不可能，因為巴西、阿根廷、法國和西班牙的實力都很強。
就乾脆讓他們並列冠軍吧。正是因為世界盃四年才有一次一次只有一個冠軍，那麼這個冠軍才會顯得彌足珍貴。所以只有保持諾獎的稀缺性，才更有可能激勵著一代又一代的科學研究者們不懈奮鬥，開創更多的領域，造福呢更多的人群。
