2021年諾貝爾物理學獎的復雜物理系統是什么？

2021年諾貝爾物理學獎已經公布了，一半給了真鍋淑郎與克勞斯·哈塞爾曼以表彰他們地球氣候的物理建模，量化可變性并預測全球變暖。另一半頒給了喬治·帕里西表彰他發現了從原子到行星尺度的物理系統中無序和波動的相互作用。

這次給的獎項是有關復雜物理系統，物理學家通常采用統計學的方法來解決，也叫混沌系統。物理學有重要的四大力學，理論力學，電動力學，量子力學和熱力學與統計物理學。統計物理學是與其他三大力學區別最大的，其他的力學都是以具體某個粒子作為研究對象，用場或力來描述物體的運動規律。但是統計物理采用了一套新的方法學，只關注整個系統宏觀變化，不關心內部粒子的個體變化，事實上我們也并沒有辦法獲取一個系統中每個粒子的物理量。比如在加熱一杯水時，我們只能從宏觀上確定所有水分子的平均動能是增加的，但沒有辦法研究具體某個分子的運動規律，因為他是無序的。通常采用統計的方法來描述系統的變化特征，以預測系統的變化趨勢。

著名的蝴蝶效應是氣象物理理論的現象，很多人只是聽說過這個效應，也知道蝴蝶效應的含義。但是很多人不知道為什么叫蝴蝶效應，為什么不叫昆蟲效應？其實原因是洛倫茲提出的理論，他的微分方程的數值解圖像是蝴蝶形狀，因此形象地稱為蝴蝶效應。理論上講對于任何經典物理學適用的場景，我們都可以給出微分方程來求解，但是由于周圍環境復雜，初始狀態受到隨機化條件的影響，我們不可能精確預測真實世界中的變化。

通俗的講，復雜物理系統是采用統計物理描述的系統，這個系統中的每一個小部分都具有隨機性，但整個系統具有明顯可觀測的變化特征。