物理学家的工作并非局限于向碳中和能源系统转型的科学层面。通过学会理解并与政治学家、经济学家及其他人士沟通，物理学家能够充分利用自身所学，为塑造这一转型的政策与战略提供指导">物理学家的工作并非局限于向碳中和能源系统转型的科学层面。通过学会理解并与政治学家、经济学家及其他人士沟通，物理学家能够充分利用自身所学，为塑造这一转型的政策与战略提供指导">物理学家的工作并非局限于向碳中和能源系统转型的科学层面。通过学会理解并与政治学家、经济学家及其他人士沟通，物理学家能够充分利用自身所学，为塑造这一转型的政策与战略提供指导。
适应并尝试减缓气候变化是当今社会面临的核心问题。从根本上讲，这一挑战在于平衡能量流。因此，许多物理学家积极投身其中也就不足为奇。气候学家中有不少人拥有物理学学位，他们在证明人类对气候变化的责任以及预测未来发展方面发挥了关键作用。然而，物理学家的作用不仅限于描述灾难性场景，还延伸至规划和实施能源系统从化石燃料向碳中和能源的转型。作为物理学家，我们为这一问题带来了关键技能。但为了让物理学界做出相关贡献并有效地参与跨学科合作，我们需要在社会领域的语言和概念方面对物理学家进行培训。
许多国家正在进行能源转型。它影响着能源的生产、运输和使用方式，将成熟技术与新技术相结合，同时也要求我们重新思考能源管理方式。例如，石油和天然气相对易于储存，而电力则并非如此。然而，改变能源系统不仅仅是一个技术问题，它还涉及新产业的创立、其他产业的破坏或重组以及新习惯的引入。换句话说，能源转型既是技术转型，也是社会转型。
我本人的背景是凝聚态物理和统计物理，但长期以来我一直对科学普及感兴趣。二十年前，我为普通大众写了一本书，描述能源在社会中发挥的基础作用，重点关注石油和天然气资源。2008年，随着油价飙升至每桶100美元以上，这本书引起了媒体关注。作为回应，我将兴趣扩展到当时新出现的能源转型概念。这个问题很快成为我的一个主要研究课题。但当时在这个跨学科领域几乎没有相关培训，这为物理学家调整技能以应对新挑战提供了新机会。
气候挑战的技术层面让物理学家感到兴奋。它需要进行定量思考、处理不确定数据并评估快速发展的技术。我发现我的训练——采用使模型适应观测结果的方法——使我的观点比一些经济学家或社会学家的观点更基于现实，他们的方法可能涉及通过预先确定的框架分析所观察到的事物。理解数量级也是物理学家所具备的一项有用技能。这很重要，因为提出的技术解决方案往往无法扩大规模，最终可能影响甚微。
作为物理学家，我们习惯复杂建模，因此能轻松适应该领域使用的相对简单的技术经济模型。然而，正如我在物理学领域之外的探索中很快发现的那样，在处理能源转型的某些方面时，我们的训练可能存在重要差距。
一个重要问题是，从理论角度看，可能存在看似最优的技术解决方案。但在实践中，有许多因素和模型局限性使这些解决方案不可行。实际上，技术经济模型往往有很大局限性。例如，标准经济理论在很大程度上无法纳入创新和深刻的社会变革。与许多物理理论一样，它主要描述一种平衡状态，只能捕捉这种状态边缘的变化。但尽管准平衡条件在物理学中很常见，现实生活中的经济大多处于远离平衡的状态，因为我们的社会始终在强烈的反馈循环中演变，而理论忽略了这些。如果我们想利用现有工具探索将大规模经济变革与技术和社会结构联系起来的复杂关系，理解这些建模局限性至关重要。
此外，社会和经济变革并非由支配物理学的确定性规则所固定，而是可以被引导和操控。这意味着，基于有限的模型和数据，分析必须探索可能的未来所带来的后果和可能性——这是物理学训练中陌生的概念。我认为，为避免物理学家被视为天真，与政治学家、工程师、经济学家和其他专家建立联系至关重要。这需要长期致力于学习这些学科的语言和概念。正如我的经验所教导的，物理学家必须准备好改变他们的世界观和方法，同时不能忽视使他们具有独特价值的基础科学知识和解决问题的工具。
学术和研究机构应如何帮助扩展物理学家的培训并鼓励他们参与能源转型呢？首先，它们应通过专题研讨会、学术讨论会和期刊特刊宣传在这些领域工作的物理学家的作用。其次，提供跨学科实习或与非物理系联合开设的课程。最后，制定灵活的博士项目，使物理学家和其他自然科学家能够专注于这些问题，而无需放弃他们的训练。物理学家具有驾驭现实复杂性的独特能力，社会将从他们更多的参与中受益匪浅。