■ 賈朋群

剛剛過去的2020年，在《咬文嚼字》評(píng)選出來的十大流行語中，“內(nèi)卷”位列其中。2021年初，一些學(xué)術(shù)媒體也發(fā)聲，歷數(shù)“內(nèi)卷”現(xiàn)象，其范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出“內(nèi)卷”一詞作為社會(huì)學(xué)術(shù)語的范疇，大有“萬物皆卷”之勢(shì)。那么，氣象科學(xué)是否“內(nèi)卷”了？

“內(nèi)卷”又稱“內(nèi)卷化”，對(duì)應(yīng)的英文是involution，指一種社會(huì)或文化模式發(fā)展到一定程度或階段后出現(xiàn)的停滯不前，或無法轉(zhuǎn)化到更高層的模式。這一社會(huì)學(xué)術(shù)語，或許是因?yàn)橛狭耸澜绱笞兏锃h(huán)境下人們思考和認(rèn)識(shí)的自覺，很快被輻射到更多的方面：從生物學(xué)到人類學(xué)，再到歷史經(jīng)濟(jì)等很多領(lǐng)域，在更廣泛的學(xué)術(shù)意義上指一種由于追求增量而產(chǎn)生的不能進(jìn)化的現(xiàn)象，提示整個(gè)社會(huì)的不同層面，應(yīng)該也需要有一段相對(duì)冷靜的反思時(shí)間。

1 近現(xiàn)代氣象科學(xué)因卑爾根學(xué)派和芝加哥學(xué)派的完美接力實(shí)現(xiàn)過渡

近代、現(xiàn)代氣象科學(xué)分別發(fā)展了數(shù)百年和超過百年，其階段性的跨越和發(fā)展（可分別用與involution有聯(lián)系的詞，revolution（革命）和evolution（演進(jìn)）表示），分別代表了計(jì)量氣象傳感器發(fā)明帶動(dòng)的氣象觀測(cè)網(wǎng)建設(shè)向把天氣預(yù)報(bào)問題歸為物理初值問題的兩次突破（革命）和之間的過渡時(shí)段（演進(jìn)）。第一次過渡因?yàn)榘殡S世界各地氣象觀測(cè)網(wǎng)的建設(shè)，其本應(yīng)超長(zhǎng)的演進(jìn)期似乎被20世紀(jì)初的理論突破，主要是通過20世紀(jì)前半葉由卑爾根學(xué)派和芝加哥學(xué)派聯(lián)手獲得的新理念再次加速。

2 世紀(jì)之交氣象學(xué)發(fā)展的“內(nèi)卷”趨勢(shì)逐漸明顯

近現(xiàn)代氣象學(xué)的第二個(gè)演進(jìn)期，可以用全球氣象界津津樂道的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的進(jìn)步（圖1）給出更好的表示。雖然這張圖顯示的預(yù)報(bào)持續(xù)進(jìn)步的量度令人振奮，卻也不難看出在世紀(jì)之交數(shù)值預(yù)報(bào)表征的學(xué)科進(jìn)步已經(jīng)出現(xiàn)進(jìn)入“準(zhǔn)停滯期”的預(yù)警信號(hào)。主要表現(xiàn)是，用大約數(shù)十年不變的模式性能統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，得到的模式性能雖然還在進(jìn)步，但是進(jìn)步的速率幾乎沒有了提升的空間。

圖1 20世紀(jì)80年代以來數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式的性能持續(xù)提升，但改進(jìn)的幅度在收縮（來源：ECMWF）

3 技術(shù)和多學(xué)科或使氣象學(xué)避免“內(nèi)卷”

氣象科學(xué)的進(jìn)步，以及學(xué)科進(jìn)步帶來的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)技巧的提升，兩者之間的關(guān)系實(shí)際上是較為復(fù)雜的。在最近召開的歐洲中期天氣預(yù)報(bào)中心（ECMWF）AI技術(shù)主題研討會(huì)上，有學(xué)者對(duì)預(yù)報(bào)的“系統(tǒng)”到真實(shí)世界之間的層層“包裝”進(jìn)行了描述（圖2）。在這張圖中，如果說20世紀(jì)初的突破，是將真實(shí)大氣與物理模型之間建立了聯(lián)系（氣象的系統(tǒng)有了最外層的“包裝”），氣象學(xué)者找到了解釋大氣運(yùn)動(dòng)的一把鑰匙；那么數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的成功無疑是找到了從物理模型到應(yīng)用系統(tǒng)之間的一條最快捷的路，而后來的進(jìn)步，僅僅是讓各層包裝盡量“變薄”，從而讓“系統(tǒng)”反映的真實(shí)世界的“失真”越來越小。

圖2 真實(shí)的世界和氣象系統(tǒng)之間的關(guān)系（從內(nèi)到外：系統(tǒng)、軟件、算法、數(shù)字、離散、近似、數(shù)學(xué)模式、物理模式、真實(shí)世界）

可以說，現(xiàn)代氣象科學(xué)的發(fā)展之路，是皮葉克尼斯和羅斯貝等少數(shù)大師在指出了宏觀道路之后，大量“工匠”很好地把道路“雕刻”得更加精細(xì)和盡可能少些“失真”。這樣的學(xué)科發(fā)展之路也許具有很好的代表性，在新的“大師”出現(xiàn)前，找尋“工匠”更有效益的工作場(chǎng)合是關(guān)鍵，其背后的問題就是如何避免或縮短所謂“內(nèi)卷期”。美國(guó)學(xué)界應(yīng)對(duì)類內(nèi)卷現(xiàn)象的一個(gè)舉措，就是近日有媒體報(bào)道的美國(guó)自然科學(xué)基金（NSF）或許要改為NSTF（加入T，技術(shù)），試圖放大技術(shù)對(duì)學(xué)科的推動(dòng)作用。我們以目前無論天氣研究還是氣候變化研究都關(guān)注的海冰和海洋探測(cè)為例（圖3），可以洞察到已有的平臺(tái)和探測(cè)技術(shù)種類之多和發(fā)展之快，很多新一代的探測(cè)資料，在很難把握的機(jī)制方面難見成效，或許能倒逼基礎(chǔ)研究向前推進(jìn)。在中國(guó)，中國(guó)自然科學(xué)基金委在進(jìn)行了學(xué)科編碼改革后，又最新成立了交叉學(xué)科部，其目的顯然是優(yōu)先將學(xué)科交界點(diǎn)上的研究作為重要資助的方向。這些舉措，為打通科學(xué)系統(tǒng)與真實(shí)世界之間的屏障，都打下伏筆。

4 小結(jié)

氣象學(xué)是中國(guó)近現(xiàn)代科學(xué)事業(yè)中，繼天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科后實(shí)現(xiàn)本土化的重要學(xué)科。一方面，與數(shù)學(xué)、物理和化學(xué)等具有普遍性的學(xué)科相比，氣象學(xué)等的地域性更加突出；另一方面，新中國(guó)氣象科學(xué)經(jīng)過70年的快速發(fā)展，已經(jīng)觸摸到了世界前沿。從20世紀(jì)中葉開始的長(zhǎng)時(shí)間“跟跑”和中國(guó)具有世界上最高、尺度最大的地形等帶來的氣象預(yù)報(bào)復(fù)雜性問題，或許在21世紀(jì)20年代到來時(shí)，“內(nèi)卷”帶來的挑戰(zhàn)會(huì)更嚴(yán)峻：在全球氣象進(jìn)入“準(zhǔn)停滯期”等待突破時(shí)，我們還很少有領(lǐng)跑的機(jī)會(huì)和經(jīng)驗(yàn)。2020年，數(shù)學(xué)家彭駱?biāo)箻s獲了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)等案例，應(yīng)該引起我們的思考：該獎(jiǎng)項(xiàng)來自天文研究本不奇怪，但英國(guó)學(xué)者彭駱?biāo)箲{借幾乎純粹的數(shù)學(xué)研究，因“發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對(duì)論的堅(jiān)實(shí)預(yù)言”而獲獎(jiǎng)，則是沒有先例的。反“內(nèi)卷”在物理、數(shù)學(xué)和與氣象同質(zhì)的天文學(xué)上，無疑跨出了一步。

俗話說“既要低頭拉車，也要抬頭看路”。氣象科學(xué)作為一門學(xué)科，無疑在現(xiàn)代意義上已經(jīng)進(jìn)入成熟期，出現(xiàn)消退期或進(jìn)入發(fā)展相對(duì)緩慢的階段在所難免。這時(shí)，“抬頭看路”或許更加重要，而花一點(diǎn)時(shí)間回望近現(xiàn)代氣象科學(xué)數(shù)百年來在物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科交叉中，孕育、發(fā)展并最終找到快速發(fā)展之路的歷史，尤其具有意義。

圖3 目前可用的冰和海洋觀測(cè)技術(shù)（其中：ApRes：安裝在飛機(jī)或雪上汽車牽引的自動(dòng)相敏感回聲探測(cè)儀；AXCTD：空基投棄式導(dǎo)電溫度深度探測(cè)儀；ADCP：聲多普勒洋流廓面儀；AXBT：空基投棄式深海溫度儀）