همانطور که می‌دانیم،‌ آکادمی سلطنتی علوم سوئد نوبل ۲۰۲۱ فیزیک را «برای کمکهای پیشگامانه به درک ما از سیستمهای فیزیکی پیچیده» به طور مشترک به سیکورو مانابی(دانشگاه پرینستون، ایالات متحده آمریکا) و کلاوس هاسلمن(موسسه هواشناسی ماکس پلانک، هامبورگ، آلمان) به‌دلیل «مدل‌سازی فیزیکی اقلیم زمین، کمی‌سازی تغییر و پیش‌بینی قابل اطمینان گرمایش زمین» و نیم دیگر را به جورجیو پاریزی(دانشگاه ساپینزا روم، ایتالیا)، به‌دلیل «کشف تعامل بی‌نظمی و افت‌وخیز در سیستم‌های فیزیکی از مقیاس اتمی تا سیارات» اهدا کرد. اما به تازگی سایت نوبل توضیحات بیشتری درباره‌ی تحقیقات این افراد و دستاوردهایشان منتشر کرده است که اکنون به آن می‌پردازیم.

فیزیک اقلیم و دیگر پدیده‌های پیچیده

سه نفر نوبل فیزیک امسال را مشترکا برای مطالعاتشان در زمینه‌ی پدیده‌های آشوبناک و به‌ظاهر تصادفی دریافت کردند. سیوکورو مانابی و کلاوس هاسلمن دانش ما درمورد اقلیم زمین و تاثیر بشریت بر آن را پایه‌گذاری کردند. جیورجیو پاریزی برای مشارکت‌های انقلابی خود در نظریه‌ی مواد نامنظم و پدیده‌های تصادفی جایزه را دریافت کرد.
سیستم‌های پیچیده با تصادفی بودن و بی‌نظمی شناخته می‌شوند و درک آن‌ها دشوار است. جایزه‌ی امسال به روش‌های جدید برای توصیف این سیستم‌ها و پیش‌بینی رفتار بلند مدت آن‌ها داده‌ شده است.
یک سیستم پیچیده‌ی بسیار مهم برای بشریت اقلیم زمین است. سیکورو مانابی نشان داد چگونه، افزایش سطح کربن‌دی‌اکسید جو منجر به افزایش دما در سطح زمین می‌شود. در دهه‌ی ۱۹۶۰ او پیشگام توسعه مدل فیزیکی اقلیم زمین بود و اولین نفری بود که برهم‌کنش بین تعادل تابش و انتقال عمودی توده‌های هوا را بررسی کرد. پژوهش‌های او پایه‌ای برای مدل‌های اقلیمی فعلی است.
حدود ده سال بعد، کلاوس هاسلمن مدلی ساخت که آب و هوا و اقلیم را به یکدیگر مرتبط می‌کند و در نتیجه به این سوال پاسخ داد که چرا مدل‌های اقلیمی علی‌رغم تغییرات آشوبناک‌ آب و هوا قابل اعتمادند. او همچنین روش‌هایی برای تشخیص تاثیرات پدیده‌های طبیعی و فعالیت‌های انسانی بر اقلیم ارائه داد. از روش‌های او برای‌ اثبات اینکه افزایش دمای جو به علت‌ انتشار کربن‌دی‌اکسید توسط انسان‌هاست، استفاده می‌شود.
حدودا در سال ۱۹۸۰ ،جیورجیو پاریزی الگوهای پنهانی در مواد پیچیده‌ی نامنظم پیدا کرد. کشفیات او از مهم‌ترین مشارکت‌ها برای ارتقای نظریه‌ی سیستم‌های پیچیده است. این کشفیات درک و توصیف بسیاری از مواد و پدیده‌های مختلف و به‌ظاهر تصادفی را نه تنها در فیزیک بلکه در بسیاری دیگر از حیطه‌های بسیار متفاوت مانند ریاضیات، زیست‌شناسی، علوم اعصاب و یادگیری ماشین ممکن می‌سازد.
تورس هانس هانسون، رییس کمیته‌ی نوبل فیزیک می‌گوید:«یافته‌هایی که امسال به آن‌ها توجه شد نشان می‌دهند که دانش ما از اقلیم بر پایه‌های علمی محکمی بنا شده است که پدید آمده از تحلیل‌های دقیق مشاهدات هستند. برندگان امسال همگی به ما کمک کردند درک عمیق‌تری از ویژگی‌ها و تحولات سیستم‌های فیزیکی پیچیده کسب کنیم.»

سیکورو مانابی، متولد سال ۱۹۳۱ در شینگوی ژاپن است. او مدرک دکتری خود را در سال
۱۹۵۷ از دانشگاه توکیوی ژاپن دریافت کرد و هواشناس ارشد دانشگاه پرینستون ایالات متحده
آمریکاست.

کلاوس هاسلمن، متولد سال ۱۹۳۱ در هامبورگ آلمان است. او مدرک دکتری خود را در سال
۱۹۵۷ از دانشگاه گوتینگون آلمان دریافت کرد و استاد موسسه‌ی هواشناسی ماکس پلانک در
هامبورگ آلمان است.

جیورجیو پاریزی، متولد سال ۱۹۴۸ در روم ایتالیاست. او مدرک دکتری خود را در سال
۱۹۷۰ از دانشگاه ساپینزای روم در ایتالیا دریافت کرد و استاد دانشگاه ساپینزا در روم است.
مقدار جایزه: 22 میلیون کرون سوئد، که نیمی از آن مشترکا به سیکورو مانابی و کلاوس
هاسلمن و نیمی دیگر به جیورجیو پاریزی داده شده است.

برای اطلاعات بیشتر به سایت www.kva.se یا www.nobelprize.org مراجعه کنید.

در ادامه توجه شما را به تصاویر زیر که حاوی توضیحاتی درباره‌ی موضوعات مورد بررسی این افراد است جلب می‌کنیم.

ترجمه‌ی متن و تصاویر: مهسا حاجیان(دانشجوی فیزیک دانشگاه صنعتی شریف)