照片：網路截取。
2021年11月5／官大煊
氣候變遷是21世紀初的地球所遇到的重大難題，如何有效丈量地球的大氣溫度變化，不僅需要全球各地的氣象測候站提供數據，更需要導入科學領域能廣泛接受的物理理論與數學模型，才不會流於各說各話，也才能說服世界一起行動來節能減碳，降低氣候變遷對於世界民眾的傷害。2021年的諾貝爾物理學獎，就是在應對氣候變遷的這個時代議題上，頒給了美國、德國與義大利等三位在相關領域的學者。
在介紹這三位物理學者之前，先說明一下物理與數學的關係。如果你有機會去看哥白尼 (1473~1543)是如何觀測到地球是繞著太陽走的，而不是過去一千年天主教會所認定的太陽繞著地球走，查閱他的筆記就會發現，內容絕大多數是應用了數學中「三角函數」的演算。數學不僅可以運用在「丈量世界」，同時也可以「丈量宇宙」，所以看著將近500年前哥白尼的科學原稿，你會明白到天文性質的物理觀察，背後是數學在支撐。
時至今日，彗星的軌道是如何畫出，宇宙中的黑洞是如何形成，重力在黑洞中會如何變化，都需要高等數學的運算才能初步推論出來。所以優秀的物理學家，要具備有一定水準的高等數學演算能力，或是優秀的數學家協助，物理推論才能成立。就像愛因斯坦是舉世聞名的物理學家，對物理有很強的直覺能力，但是一個人的專業直覺，不管事後證明多麼正確，還是必須透過當時德國哥廷根大學(Georg-August-Universität Göttingen)一流的數學家諾特(A.E. Noether) 和其他教授的協助，進行數學運算。
物理世界很有趣，不僅要解決大如宇宙的問題，更多時間要解決物質分子裡面的問題。當人類發現分子構造內有質子、中子與電子時，以為這就是物質分解的極限，但是後來更多的物理學家透過粒子加速碰撞器，發現更小粒子的存在，甚至發現粒子有時會以能量而非實體的方式存在，就進入了「量子物理」的領域。物理學界結合高等數學的不斷發展，朝向人類原來覺得紊亂到不可能找出規則發展。說到這裡，你可以思索，地球的大氣層是如何逐漸因為二氧化碳而增溫，而後續的發展又會是如何呢 ? 就成為了諾貝爾獎評選委員會的關注重點。
2021年的諾貝爾物理獎在10月5日公布，美籍日裔學者真鍋淑郎 (Syukuro Manabe)、德國學者哈塞爾曼（Klaus Hasselmann）和義大利學者帕里西（Giorgio Parisi）獲獎，真鍋淑郎與哈塞爾曼的得獎原因是在「對地球暖化的研究，建立可預測的物理模型，幫助人類了解地球氣候以及人類如何影響它而獲獎。」這兩位的獲獎同樣是基於「氣候變遷」這個議題上，我們先來談談。帕里西的部分晚點再來討論。
諾貝爾獎不頒給已經過世的人，宣布得獎時的得獎人必須還在世，而且具有足夠的表達與受訪能力。真鍋淑郎與哈塞爾曼都是生於1931年，今年都已90高齡，前者還在美國普林斯敦大學任教。既然他們倆都還健康在世，對於氣候變遷的理論模型建立具有高度的學術成就，就該及時給予榮譽。為何如此說呢？因為，真鍋淑郎與哈塞爾曼在學術領域裡面，被歸類為「氣象學家」，而不被視為傳統物理的領域(大至宇宙，中至物質，小至粒子結構)，所以他們兩位是首批獲得諾貝爾物理學獎的氣象學家，或是「地球物理」學家。
真鍋淑郎在日本出生與求學，27歲獲得東京大學的理學博士後，就到美國氣象局的總循環研究部門工作，而且入籍美國。在他得到諾貝爾獎，接受記者專訪時提到，如果他當年繼續留在日本，可能就不容易有今日的學術成就。他覺得在日本做學術研究，無法得到真正的回應，因為日本人說「是」時，常常是「不是」，只因不想得罪人；而且日本學術界會「棒打出頭鳥」，相形之下，他對於在美國的研究環境實在是太滿意了。這些話聽在日本人的耳中，實在是五味雜陳，畢竟真鍋是以美國人身分得獎的。
真鍋談到的關鍵，其實就是「真」這個字。如果學術研究是基於對於不明白的事，發覺它內涵中的真實，那麼持續努力下去，就可能會開花結果。可是如果學術要為政治服務、顧慮到人情，甚至要面臨同儕的排擠，那麼酷愛研究的學者就可能用腳走路。日本已經產生過19位諾貝爾獎得主，但是最近10年以來，它們發現日本學者論文被全球學術界引用的比例在下降。真鍋的感觸，或許也正是日本學術界的痛點吧！
哈賽爾曼在氣象物理上遇到的挑戰，與真鍋淑郎有點接近，他在1970~1980年代就針對大氣溫度的變化，提出了挑戰主流思想的革命性理論，受到德國學術界的嘲諷與挑戰，但是哈賽爾曼認為「凡提出經典理論者，一定會受到當前主流的討戰」，真理只會愈辯愈明，他無懼應戰。
物理的領域艱深，本文不就物理的論戰內容討論。真鍋淑郎與哈賽爾曼的學術成就，都建立在1980年代以前，距今已40多年，諾貝爾獎才頒給他們。這是因為理論模型提出在先，還要不斷驗證後，為學術界或科學應用領域接受，進而這些物理發現必須對世界的進化有廣泛的影響，完成以上整個歷程，耗時40年並不為過。這就是很多諾貝爾獎得主高齡得獎的原因。
真鍋很幸運，他的「真」不見容於日本，就到美國；哈賽爾曼的「真」震撼德國學術界，他選擇從容面對挑戰。兩人個性不同，應對的方法不同，但是學術成就都在後來受到肯定。這說明國家、社會，如果在回歸「真」這件事上努力，最後一定會使很多學術成就百花齊放，值得當權者好好思考。
義大利學者帕里西（Giorgio Parisi）的獲獎，是他以「統計物理」協助建構模型來了解地球，這是物理學中的冷門領域，懂得人不多。萬物萬事都可以統計，重點是「How」。
這令人想起了有名的華裔美籍歷史學者黃仁宇，他為了瞭解中國唐朝末年黃巢之亂的真正原因，提出以「地方賦稅的統計數字變化」破解，真的是從冷門領域切入，進而在錯綜複雜的變數中，為時代的百年動亂，找出足以說服史學界的原因。從黃仁宇的學術成就，來看帕里西的「統計物理」就能明白當今地球系統，許多事物彼此相互關聯，究竟沒有任何秩序，還是無法從一團紛亂中理出頭緒？帕里西的學術成就就是從這裡發展出來，他建立的「統計物理」，正好銜接真鍋淑郎與哈賽爾曼40多年前的理論模型，為對抗地球暖化與氣候變遷盡力。
諾貝爾物理獎是一個離「真」最接近的國際學術獎項，這其中會反映在學者性情上的「真」，也會反映學者想要從眼睛未必能看到領域中，發現出「真實的存在」，諸如黑洞、紅外線、磁波及更小的粒子；或是學者面對地球的環境風險，渴望從複雜變數的亂局中，找到那個「最真實」的影響因子。我們雖然很難深入高深的物理領域，但是物理學家所呈現的個性、意志，還有企圖達成的學術成就，都會讓我們對於「真誠」與「真實」，有著更深的體驗，謝謝他們！