■ 賈朋群

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

“內(nèi)卷”又稱“內(nèi)卷化”，對應的英文是involution，指一種社會或文化模式發(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。這一社會學術(shù)語，或許是因為迎合了世界大變革環(huán)境下人們思考和認識的自覺，很快被輻射到更多的方面：從生物學到人類學，再到歷史經(jīng)濟等很多領域，在更廣泛的學術(shù)意義上指一種由于追求增量而產(chǎn)生的不能進化的現(xiàn)象，提示整個社會的不同層面，應該也需要有一段相對冷靜的反思時間。

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

近代、現(xiàn)代氣象科學分別發(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）表示），分別代表了計量氣象傳感器發(fā)明帶動的氣象觀測網(wǎng)建設向把天氣預報問題歸為物理初值問題的兩次突破（革命）和之間的過渡時段（演進）。第一次過渡因為伴隨世界各地氣象觀測網(wǎng)的建設，其本應超長的演進期似乎被20世紀初的理論突破，主要是通過20世紀前半葉由卑爾根學派和芝加哥學派聯(lián)手獲得的新理念再次加速。

2 世紀之交氣象學發(fā)展的“內(nèi)卷”趨勢逐漸明顯

近現(xiàn)代氣象學的第二個演進期，可以用全球氣象界津津樂道的數(shù)值天氣預報的進步（圖1）給出更好的表示。雖然這張圖顯示的預報持續(xù)進步的量度令人振奮，卻也不難看出在世紀之交數(shù)值預報表征的學科進步已經(jīng)出現(xiàn)進入“準停滯期”的預警信號。主要表現(xiàn)是，用大約數(shù)十年不變的模式性能統(tǒng)計指標，得到的模式性能雖然還在進步，但是進步的速率幾乎沒有了提升的空間。

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

3 技術(shù)和多學科或使氣象學避免“內(nèi)卷”

氣象科學的進步，以及學科進步帶來的數(shù)值天氣預報技巧的提升，兩者之間的關(guān)系實際上是較為復雜的。在最近召開的歐洲中期天氣預報中心（ECMWF）AI技術(shù)主題研討會上，有學者對預報的“系統(tǒng)”到真實世界之間的層層“包裝”進行了描述（圖2）。在這張圖中，如果說20世紀初的突破，是將真實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”），氣象學者找到了解釋大氣運動的一把鑰匙；那么數(shù)值天氣預報的成功無疑是找到了從物理模型到應用系統(tǒng)之間的一條最快捷的路，而后來的進步，僅僅是讓各層包裝盡量“變薄”，從而讓“系統(tǒng)”反映的真實世界的“失真”越來越小。

圖2 真實的世界和氣象系統(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)學模式、物理模式、真實世界）

可以說，現(xiàn)代氣象科學的發(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”得更加精細和盡可能少些“失真”。這樣的學科發(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”。美國學界應對類內(nèi)卷現(xiàn)象的一個舉措，就是近日有媒體報道的美國自然科學基金（NSF）或許要改為NSTF（加入T，技術(shù)），試圖放大技術(shù)對學科的推動作用。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為例（圖3），可以洞察到已有的平臺和探測技術(shù)種類之多和發(fā)展之快，很多新一代的探測資料，在很難把握的機制方面難見成效，或許能倒逼基礎研究向前推進。在中國，中國自然科學基金委在進行了學科編碼改革后，又最新成立了交叉學科部，其目的顯然是優(yōu)先將學科交界點上的研究作為重要資助的方向。這些舉措，為打通科學系統(tǒng)與真實世界之間的屏障，都打下伏筆。

4 小結(jié)

氣象學是中國近現(xiàn)代科學事業(yè)中，繼天文學、地質(zhì)學和生物學等學科后實現(xiàn)本土化的重要學科。一方面，與數(shù)學、物理和化學等具有普遍性的學科相比，氣象學等的地域性更加突出；另一方面，新中國氣象科學經(jīng)過70年的快速發(fā)展，已經(jīng)觸摸到了世界前沿。從20世紀中葉開始的長時間“跟跑”和中國具有世界上最高、尺度最大的地形等帶來的氣象預報復雜性問題，或許在21世紀20年代到來時，“內(nèi)卷”帶來的挑戰(zhàn)會更嚴峻：在全球氣象進入“準停滯期”等待突破時，我們還很少有領跑的機會和經(jīng)驗。2020年，數(shù)學家彭駱斯榮獲了諾貝爾物理學獎等案例，應該引起我們的思考：該獎項來自天文研究本不奇怪，但英國學者彭駱斯憑借幾乎純粹的數(shù)學研究，因“發(fā)現(xiàn)黑洞的形成是廣義相對論的堅實預言”而獲獎，則是沒有先例的。反“內(nèi)卷”在物理、數(shù)學和與氣象同質(zhì)的天文學上，無疑跨出了一步。

俗話說“既要低頭拉車，也要抬頭看路”。氣象科學作為一門學科，無疑在現(xiàn)代意義上已經(jīng)進入成熟期，出現(xiàn)消退期或進入發(fā)展相對緩慢的階段在所難免。這時，“抬頭看路”或許更加重要，而花一點時間回望近現(xiàn)代氣象科學數(shù)百年來在物理學、化學、數(shù)學等學科交叉中，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技術(shù)（其中：ApRes：安裝在飛機或雪上汽車牽引的自動相敏感回聲探測儀；AXCTD：空基投棄式導電溫度深度探測儀；ADCP：聲多普勒洋流廓面儀；AXBT：空基投棄式深海溫度儀）