诺贝尔物理学奖解读:他们在复杂系统中寻找隐藏的秘密( 二 )


无序的复杂材料隐藏什么秘密
日历翻到1980年左右 , 人们对复杂系统的理解愈发深入!
1980年左右 , 帕里西提出了他关于随机现象如何受隐藏规则支配的发现 。 他的工作现在被认为是对复杂系统理论最重要的贡献之一 。
他对自旋玻璃开展了深入研究 。 自旋玻璃是一种特殊类型的金属合金 , 其中铁原子随机混合进铜原子网格 。 尽管只有少量铁原子 , 但它们却以一种极端而令人费解的方式改变了整个材料的磁性 。 每一个铁原子的行为都像一个小磁铁(或者说自旋) , 它受到靠近它的其他铁原子的影响 。 在普通磁铁中 , 所有自旋都指向同一方向 , 但在自旋玻璃中 , 这些铁原子的行为受到阻碍;一些自旋对想要指向同一方向 , 而另一些自旋对想要指向相反方向——那么它们如何找到最佳方向呢?
在关于自旋玻璃的书的导言中 , 帕里西写道:“研究自旋玻璃就像观看莎士比亚戏剧中的人类悲剧 。 如果你想同时和两个人交朋友 , 但他们却彼此憎恨 , 这可能会让人沮丧 。 怎样才能把悲剧降到最低水平呢?”
诺贝尔物理学奖解读:他们在复杂系统中寻找隐藏的秘密
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图片说明:自旋玻璃是一种金属合金 , 其中铁原子被随机混合成铜原子网格 。 每个铁原子的行为(旋转)就像一个小磁铁 , 会受到周围其他磁铁的影响 。 然而 , 在自旋玻璃中 , 它们会受到阻挫 , 难以选择指向哪个方向 。 帕里西利用他对自旋玻璃的研究 , 开发了一种无序和随机现象的理论 , 涵盖了许多其他复杂的系统 。
自旋玻璃及其奇特的性质为复杂系统提供了一个模型 。 在这些系统中 , 各个部分必须在各种反作用力间达到平衡 , 它们的行为是怎样的?最终结果如何?
帕里西是回答这些问题的大师 。 他对自旋玻璃结构的基本发现非常深刻 , 这些发现使人们能够理解和描述许多不同的、显然完全随机的材料和现象 , 不仅可用于物理学领域 , 而且在数学、生物学、神经科学和机器学习等领域也能“大显身手” 。
诺贝尔物理学奖委员会主席、瑞典皇家科学院院士托尔斯·汉斯·汉森强调说:“这三位科学家的发现获得了诺贝尔奖的认可 , 表明我们对气候的认识建立在坚实的科学基础上 , 而且 , 是基于对观测的严谨分析 。 他们的发现有助于我们更深入地了解复杂物理系统的性质和演化 。 ”
诺贝尔物理学奖解读:他们在复杂系统中寻找隐藏的秘密
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获奖者简介:
真锅淑郎 , 1931年出生于日本新宫 , 博士 , 1957毕业于日本东京大学 , 现在为美国普林斯顿大学资深气象学家 。
克劳斯·哈塞尔曼 , 1931年生于德国汉堡 , 博士 , 1957毕业于德国哥廷根大学 , 现为德国汉堡马克斯·普朗克气象研究所教授 。
乔治·帕里西 , 1948年生于意大利罗马 , 博士 , 1970毕业于意大利罗马大学 , 现为该校教授 。
来源:科技日报文中图片均来自诺贝尔奖官网
编辑:刘义阳
诺贝尔物理学奖解读:他们在复杂系统中寻找隐藏的秘密】审核:王小龙