他从事鸟群研究的故事就是一个很有启发性的例子 。
帕里西在罗马大学的办公室周围有一群欧椋鸟 ， 这种鸟一到傍晚就会成千上万只一起飞 。
帕里西因此问了一个问题——这些鸟每秒能飞20~30米 ， 它们飞翔的时候之间间隔大概有几米 ， 什么样的机制让欧椋鸟在高速飞行中保持同步、不撞到其他鸟？
鸟群是一个复杂系统 ， 每只鸟的位置在空间上是无序的 ， 但鸟群整体可以呈现出高度有序的集体飞行 。
为了理解鸟群中集体飞行的产生机制 ， 帕里西和团队发展了一个三维成像系统 ， 积累了大量鸟群的飞行数据 ， 从而发展了一个鸟群的相互作用模型 ， 定量地解释了鸟群中集体飞行的产生机制 。
这个简单模型对后期研究各类生物系统中的集体运动有深远影响 。
同时 ， 帕里西这种基于实验数据和统计物理的模型构造方法也成了物理学家开展交叉学科研究的重要手段 。
帕里西的大部分研究都涉及这样简单的行为如何产生复杂的集体行为 ， 这在自旋玻璃这类和椋鸟完全不同的复杂系统中同样适用 。 有兴趣深入了解的读者可以参阅他新近出版的《简单玻璃的理论》 。
启示和展望
今年的诺贝尔物理学奖颁发给了复杂系统研究领域的学者 ， 是近年来复杂系统研究对于基础科学、实际工程应用 ， 乃至于解决人类社会重大问题越来越重要这一大趋势的反映 。
帕里西获奖也是对非晶物质、复杂体系的探索者的一个新激励 。
除了帕里西在无序体系理论方面的贡献 ， 各个领域攻克无序复杂体系的研究人员都做出了重大的努力和推进 。
复杂体系的研究大致可以从动力学和结构这两条路径进行研究 。
结构的角度关注于无序体系在无序结构上的刻画 ， 比如在玻璃材料领域广泛应用的Voronoi多面体模型 ， 以及最近在无序堆垛金属玻璃中发现的隐藏的拓扑序等 。
而动力学角度则关注系统的演化过程 ， 比如我们通过多种方法研究非晶体系的弛豫 ， 发现从金属玻璃、自旋玻璃 ， 到氧化物聚合物玻璃 ， 以至于沙丘等颗粒体系都表现出类似的动力学特征 。
虽然方法不同、体系各异 ， 但是不同领域的科学家们都渴望在看似完全随机的无序中去寻找隐藏的有序 ， 在复杂之下探求普遍规律 。
帕里西的工作为无序体系的研究奠定了重要的基础 ， 未来的科学家必定更加直面世界的无序性和复杂性 。
《科学》期刊在今年发表的新的125个前沿科学问题中也列出了协同运动的基本原理是什么 。
复杂系统的研究领域仍然充满着许多困难和挑战 ， 但也必然是产生重大科学成果的广阔天地 。
（作者系中国科学院院士、松山湖材料实验室主任）
推荐阅读
- 快报|“他，是能成就导师的学生”
- 技术|“2”类医械有重大进展：神经介入产品井喷、基因测序弯道超车
- bug|这款小工具让你的Win10用上“Win11亚克力半透明菜单”
- 重大进展|“2”类医械有重大进展：神经介入产品井喷、基因测序弯道超车
- 历史|科普：詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 空间|（科技）科普：詹姆斯·韦布空间望远镜——探索宇宙历史的“深空巨镜”
- 样儿|从太空看地球新年灯光秀啥样儿？快看！绝美风云卫星图来了
- 精度|将建模速率提升10倍，消费级3D扫描仪Magic Swift在2021高交会大显“身手”
- 四平|智慧城市“奥斯卡”揭晓！祝贺柯桥客户荣获2021世界智慧城市治理大奖
- |南安市司法局“加减乘除” 打造最优法治营商环境