مُنحت جائزة نوبل الفيزياء لسنة 2021، الثلاثاء، لخبيرين في النمذجة الفيزيائية للتغير المناخي، وهما الياباني الأميركي شوكورو مانابي والألماني كلاوس هاسلمان مناصفة مع عالم الفيزياء النظرية الإيطالي جورجيو باريزي.
وحصل باريزي على الجائزة تقديراً لجهوده في مجال اكتشاف التقلبات في الأنظمة الفيزيائية من المقاييس الذرية إلى المقاييس الكوكبية.
فيما حصل هاسلمان ومانابي على الجائزة لمساهمتهما الرائدة في مجال نمذجة مناخ الأرض والتنبؤ الموثوق بالاحترار العالمي.
التنبؤ بالفوضى
يتشارك الفائزون الثلاثة بجائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام في دراستهم للظواهر الفوضوية والعشوائية، فقد وضع مانابي وهاسلمان الأساس لمعرفتنا بمناخ الأرض وكيف تؤثر البشرية عليه. كما نجح باريزي في وصف نظرية المواد المضطربة والعمليات العشوائية.
وتتميز الأنظمة المعقدة بالعشوائية والفوضى ويصعب فهمها، وتُمنح جائزة هذا العام لأبحاث وفرتنا على طرق جديدة لوصفها والتنبؤ بسلوكها على المدى الطويل.
أحد الأنظمة المعقدة ذات الأهمية الحيوية للبشرية هو مناخ الأرض. أظهر مانابي كيف أن زيادة مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة على سطح الأرض.
وفي ستينيات القرن الماضي، قاد مانابي تطوير النماذج الفيزيائية لمناخ الأرض وكان أول شخص يستكشف التفاعل بين توازن الإشعاع والنقل الرأسي للكتل الهوائية، ووضع عمله الأساس لتطوير النماذج المناخية الحالية.
الربط بين الطقس والمناخ
بعد نحو 10 سنوات، ابتكر هاسلمان نموذجاً يربط بين الطقس والمناخ، وبذلك أجاب عن سؤال لماذا يمكن الاعتماد على النماذج المناخية على الرغم من تغير الطقس وفوضويته.
كما طور طرقاً لتحديد إشارات محددة، وبصمات الأصابع، التي تتركها الظواهر الطبيعية والأنشطة البشرية في المناخ.
وتم استخدام أساليبه لإثبات أن ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي ناتج عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية.
في عام 1980، اكتشف باريزي أنماطاً خفية في مواد معقدة غير مرتبة، وتعتبر اكتشافاته من بين أهم المساهمات في نظرية الأنظمة المعقدة.
إذ تجعل من الممكن فهم ووصف العديد من المواد والظواهر المختلفة والتي تبدو عشوائية تماماً، ليس فقط في الفيزياء ولكن في مجالات أخرى مختلفة جداً، مثل الرياضيات وعلم الأحياء وعلم الأعصاب.
