当地时间10月5日11时45分,2021年诺贝尔物理学奖揭晓。瑞典皇家科学院宣布,将该奖项授予美籍日裔气象学家真锅淑郎(Syukuro Manabe)、德国物理学家克劳斯·哈塞尔曼(Klaus Hasselmann)和意大利科学家乔治·帕里西(Giorgio Parisi),以表彰其在理解复杂物理系统方面的开创性贡献。



2021年诺贝尔物理学奖揭晓。图据网络

瑞典皇家科学院在一份声明中表示,真锅淑郎在1960年代的工作“为当前气候模型的发展奠定了基础”;哈塞尔曼“创建了一个将天气和气候联系起来的模型”;帕里西的发现“使理解和描述很多不同且看似随机的复杂物质和现象成为可能”——他们的工作不仅适用于物理学,也适用于其他领域,如数学、生物学、神经科学和机器学习等。

“今年获得认可的发现表明,我们对气候的了解建立在坚实的科学基础之上,基于对观测的严格分析。今年的获奖者都为我们更深入地了解复杂物理系统的特性和演化做出了贡献,”诺贝尔物理学委员会主席在宣布获奖名单时说。

物理启蒙是一个晶体探测器

据瑞典皇家科学院官网信息,获奖者之一的克劳斯·哈塞尔曼,1931年10月25日出生于德国汉堡,本月下旬将迎来90岁生日。



2021年10月5日,哈塞尔曼在他位于汉堡的公寓里接受在线采访。图据网络

哈塞尔曼快三岁的时候,与父母、姐姐一起移民到了英国。在1949年回到德国之前,他和家人一直住在伦敦以北30公里一个非常漂亮的小镇——韦林花园城。

在那里,哈塞尔曼通过了A级考试(当时称为高中证书),“我在英国感到很开心。所以,英语实际上是我的第一语言。”

哈塞尔曼的家人没有从事物理相关行业的,也没有人会在早餐的时候讨论物理问题,但他最终成为了诺贝尔物理学奖的获得者。

根据哈塞尔曼在一次采访中的自述,他在英国生活期间的一次经历,点燃了对物理学的兴趣。当时,他花了两先令六便士半克朗从一个朋友那里买了一个晶体探测器,这在当时相当于一张电影票的价格。

“令我印象深刻的是,即使没有接上插座,我也可以通过耳机听到美妙的音乐。”当时13岁的他想更好地理解这个令人困惑的现象,所以去了镇图书馆,并通过为初学者准备的物理书弄懂了电和收音机是如何工作的。

“我的物理启蒙是一个晶体探测器,那是我对物理学的入门。”哈塞尔曼称,这对他来说是一段令人兴奋的经历——完全独立于他在学校所获得的物理知识,“我认为这种个人学习和发现的经验对我来说非常重要。”

1949年,18岁的哈塞尔曼回到德国汉堡学习,因为还不确定自己是想学工程还是物理,他还曾在一家机械厂实习了半年。哈塞尔曼说,“从伦敦北部郊区一个花园小镇切换到一切都被炸成废墟的汉堡,这是一个巨大的变化,但我并不后悔那段适应期。”

彼时,在正式入学后的期末考试中,哈塞尔曼的物理成绩很好,但他认为这和学校教的没有任何关系,物理老师也没有给他任何启发,因为对老师来说,他是一个不守规矩的捣蛋分子。“哈塞尔曼,四点关禁闭!”此后多年,这句话依然在他耳边回响。

为了孩子放弃美国优渥工作条件

哈塞尔曼曾在采访中表示,他一直对理解物理过程很感兴趣。后来读大学时,他和同学们一起解决习题,并进行了许多讨论。

对哈塞尔曼来说,那是一段非常紧张而充实的时期,有的同学后来也成为了物理学教授,他们偶尔也在一起工作。



哈塞尔曼。图据网络

在学生时代,哈塞尔曼还受到了帕斯夸尔·乔丹的启发,后者在汉堡教授理论物理。“我和他没有私下接触,但我真的很喜欢他的讲座。”

毕业后,哈塞尔曼仍然坚持自主学习。“我读有趣的书,像所有年轻科学家一样熟悉与自己的研究有关的文献。但我从来没有真正合适的导师,无论是在学校,还是在学习期间。”

1955年至1957年,他在哥廷根大学获得博士学位。之后回到汉堡,与曾经的导师卡尔·维格哈特教授一起,在海军建筑学院做了三年的博士后。

1961年,哈塞尔曼前往美国。他表示,美国的工作条件非常好,但他的妻子不高兴,他们的孩子也没有在德国时那么快乐,尤其是大女儿梅克,“至少在幼儿园里,我们知道孩子们似乎并不真正快乐。梅克变得相当不稳定,我们差点失去她。所以,我们最终决定返回德国。”

回到德国后,哈塞尔曼于1972年被任命为汉堡大学理论地球物理学教授。1975年至1999年,他担任马克斯-普朗克气象研究所(MPIM)所长。MPIM成立于1975年,旨在进行气候研究,它迅速发展成为国际领先的气候研究机构,为联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的科学评估报告做出了重大贡献。



在MPIM工作时的哈塞尔曼。图据网络

正是在这里,哈塞尔曼领导创建了一个将天气和气候联系在一起的模型,从而回答了为什么气候模型在天气多变且混乱的情况下仍然可靠的问题。