ذهبت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2021 إلى ثلاثة علماء سعوا للتنبؤ بالتطور طويل الأمد لنظام معقد مثل المناخ من خلال نمذجة المتغيرات – الطقس، أفعال الإنسان – التي تخلق الفوضى داخل تلك الأنظمة.
وتقاسم عالم الأرصاد الجوية وعالم المناخ الياباني، الحاصل على الجنسية الأمريكية، سيوكورو مانابي (90 عاما)، ومصمم نماذج المناخ كلاوس هاسلمان (89 عاما)، نصف الجائزة “للنمذجة الفيزيائية لمناخ الأرض، والتقدير الكمي للتباين والتنبؤ الموثوق به لظاهرة الاحتباس الحراري”.
بينما مُنح النصف الثاني للجائزة إلى الفيزيائي الإيطالي جورجيو باريزي (73 عاما) “لاكتشافه تفاعل الاضطراب والتقلبات في الأنظمة الفيزيائية من النطاق الذري إلى المقياس الكوكبي”.
تدرس جميع الأنظمة المعقدة الثلاثة: مناخ واسع النطاق أو سلوك مواد معينة على نطاق ضيق للغاية.
وقد نجح الفيزيائيون الثلاثة في إثارة سلوكيات أبسط وتنبؤات موثوقة، من التقلبات الشاذة داخل هذه الأنظمة،
وقال عضو لجنة نوبل للفيزياء، جون ويتلاوفر، عندما تم الإعلان عن الجوائز في ستوكهولم يوم الثلاثاء:
“لقد أدركنا أن الظواهر الناشئة تتطلب أحيانًا منا النظر في جميع الآليات الفيزيائية المعقدة الفردية وربطها معًا للتنبؤ”.
من جانبه قال فريدي بوشيه، الفيزيائي في المركز الوطني للبحوث العلمية في فرنسا، إن المناخ “هو النظام المعقد بامتياز”.
وبعبارة أخرى، يتفاعل عدد كبير من المتغيرات – الغلاف الجوي والمحيطات والتربة والغطاء النباتي –
مما يجعل أي تنبؤ موثوق به بعد أسابيع قليلة بعيد المنال.
إقرأ أيضا:
ولكن إلى جانب هذه الفوضى الملحوظة وداخلها، توجد أيضًا اتجاهات واضحة يمكن ربطها بأسباب محددة جيدًا،
مثل الاحترار العالمي طويل المدى الذي يُعزى إلى النشاط البشري.
قال بوشيه: إن الأدوات الرياضية التي طورها كلاوس هسلمان جعلت من الممكن الفصل بين الاثنين من أجل فهم أفضل لتطور المناخ.”
القدرة على استنباط أنماط عشوائية – الإشارة في الضوضاء – أمر أساسي لفهم تطور الطقس المتطرف مثل موجات الحرارة والعواصف والأعاصير.
نجحت النماذج التي طورها الياباني الأمريكي Syukuro Manabe في كسر رمز التوقيع للأنظمة الفرعية المناخية.
وقال بوشيه:
“هذه هي النماذج الأولى التي جعلت من الممكن حساب تأثير الزيادة في ثاني أكسيد الكربون من أصل بشري على ظاهرة الاحتباس الحراري في جوهر النماذج المناخية المعاصرة”.
قدم جورجيو باريزي، من جانبه، مساهمة كبيرة في نظرية هذه الأنظمة المعقدة من خلال الكشف عن القواعد الخفية التي تحكمها.
وقال الباحث الإيطالي لصحيفة كورييري ديلا سيرا في وقت سابق من هذا العام:
“لقد بدأت في وضع أسس هذا العلم – الذي لم يكن موجودًا في بداية الثمانينيات – من خلال دراسة الطبيعة من خلال الرياضيات”.
وأضاف: “إنه علم يسمح لنا، على سبيل المثال، بشرح الشكل المتغير لسحابة من الزرزور أثناء الطيران.”
قدم باريزي الأدوات الرياضية لفهم كيف يمكن للعمليات العشوائية أن تلعب دورًا حاسمًا في تطوير الهياكل الكبيرة، مثل تلك التي تحكم المناخ.
واليوم، يتم تطبيقها في علم الأحياء وعلم الأعصاب والذكاء الاصطناعي.