Az orvosi-élettani díj hétfői kihirdetése után kedden a fizikai díjakkal folytatódott a 2021-es Nobel-szezon. Idén két díjat osztottak ki, amelyen három különböző kutató osztozik. Az egyik díjat a japán-amerikai Syukoro Manabe, a Princeton Egyetem meteorológusa és klímakutatója, valamint a német Klaus Hasselmann, a Max Planck Meteorológiai Intézet óceánkutatója, klímamodellezője kapta megosztva, míg a másik díjat Giorgio Parisi, a római Sapienza Egyetem elméleti fizikusa veheti majd át decemberben.

A Nobel-díjakat odaítélő alapítvány indoklása szerint a három díjazott a komplex fizikai rendszerek jobb megértéséhez hozzájáruló úttörő kutatásai miatt érdemelte ki az elismerést. A díjban egyaránt negyedrészt osztozó Manabét és Hasselmannt a Föld éghajlatának fizikai modellezéséért, a klíma variabilitásának számszerűsítéséért és a globális felmelegedés megbízható előrejelzéséért tüntették ki, míg Parisi felfedezése a rendezetlenségek és a fizikai rendszerek ingadozása közötti kölcsönhatást érintette, az atomi léptéktől egészen a planetáris skáláig.

A komplex rendszerek meglehetősen fiatal tudományterülete azt kutatja, hogy egy rendszer részei miként hozzák létre a teljes rendszer együttes, kollektív viselkedését, és hogy a rendszer milyen kölcsönhatásban van a környezetével. Komplex rendszer lehet az agy (neuronok összessége), az atom (molekulák összessége) vagy épp az időjárás (áramlatok összessége). A komplex rendszerek megértését nehezíti, hogy azokat a véletlenszerűség és a rendezetlenség jellemzi – ezért fontosak azok az úttörő kutatások, amelyek új módszereket alakítanak ki a leírásukra, és a hosszú távú viselkedésük előrejelzésére.

Az emberiség szempontjából különösen fontos komplex rendszer például a Föld éghajlata. Miután kimutatta, hogy a légköri szén-dioxid szintjének növekedése miként járul hozzá a felszíni hőmérséklet emelkedéséhez, Syukoro Manabe az 1960-as években elsőként állította fel a bolygó éghajlatának fizikai modelljeit, és ő volt az első kutató, aki rámutatott a sugárzási egyensúly és a függőleges légmozgás közötti kölcsönhatásra. Manabe munkássága alapozta meg a jelenlegi éghajlati modellek kidolgozását.

Klaus Hasselmann egy évtizeddel később egy olyan modellt dolgozott ki, amely már együtt vizsgálta az időjárást és az éghajlatot, ezzel megválaszolta azt a kérdést, hogy miért megbízhatók az éghajlati modellek, miközben az időjárás változó és kaotikus. Emellett olyan kutatási módszereket fejlesztett ki, amelyekkel azonosítani lehet a természetes jelenségek és az emberi tevékenység hatását az éghajlatra. E módszerek felhasználásával az elmúlt évtizedekben bizonyíthatóvá vált, hogy a légköri hőmérséklet emelkedése az emberi eredetű szén-dioxid-kibocsátás eredménye.

Giorgio Parisi 1980 környékén rejtett mintákat fedezett fel különböző rendezetlen komplex anyagokban. Az ő kutatásai óriási mértékben járultak hozzá a komplex rendszerek elméletéhez, hiszen felfedezései lehetővé teszik rengeteg, látszólag teljesen véletlenszerű anyag és jelenség megértését és leírását – nemcsak a fizikában, de akár a matematikában, a biológiában, az idegtudományban vagy a mesterséges intelligencia területén is.

„Az idén elismert felfedezések bemutatják, hogy az éghajlattal kapcsolatos ismereteink szilárd tudományos alapokon nyugszanak, amiket megfigyelések szigorú elemzése tett lehetővé. Az idei díjazottak mind hozzájárultak ahhoz, hogy mélyebb betekintést nyerjük a komplex fizikai rendszerek tulajdonságaiba és evolúciójába” – mondta Thors Hans Hansson, a fizikai Nobel-díjakat odaítélő bizottság elnöke.

A 2021-es Nobel-díjak kihirdetése szerdán a kémiai kategóriával folytatódik, csütörtökön az irodalmi díjat ítélik oda, pénteken pedig a békedíj nyerteseinek megnevezésével ér véget a sor. A hivatalos Nobel-díjakat kiegészítő közgazdasági Nobel-emlékdíj győztesét október 11-én, hétfőn hirdetik ki.

Az elismerés 10 millió svéd koronás (körülbelül 352 millió forintos) pénzjutalommal jár, a díjakat hagyományosan Alfred Nobel halálának évfordulóján, december 10-én adják át.

Kapcsolódó cikkek a Qubiten: