Giải Nobel Vật lý 2021 được trao cho Nghiên cứu "Hệ thống phức tạp" và “Mô hình hóa biến đổi khí hậu”
Hai trong số ba người đoạt giải Nobel vật lý năm 2021 - Syukuro Manabe và Klaus Hasselmann - đã 90 tuổi. Việc trao giải thưởng các nhà khí tượng nhắc nhở thế giới rằng biến đổi khí hậu không phải là một khẩu hiệu chính trị: các nhà khoa học nghiêm túc đã biết và nói về nó trong hơn nửa thế kỷ.
Theo truyền thống, kết quả của Giải Nobel Vật lý không chỉ được công bố bằng tiếng Thụy Điển và tiếng Anh, mà còn bằng ba ngôn ngữ khác: Đức, Pháp và Nga.
Giải Nobel Vật lý năm 2021 được trao cho 3 nhà khoa học trong hai lĩnh vực bao gồm biến đổi khí hậu, và giải thưởng được chia thành hai phần:
Vào những năm 1960, Syukuro Manabe đã lãnh đạo việc phát triển mô hình vật lý của khí hậu Trái đất, lần đầu tiên chỉ ra cách hàm lượng carbon dioxide ngày càng tăng trong khí quyển dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái đất. . Ông cũng là nhà khoa học đầu tiên khám phá sự tương tác giữa cân bằng bức xạ và chuyển động của khối không khí theo phương thẳng đứng. Khí hậu Trái đất là một trong những hệ thống phức tạp quan trọng nhất đối với nhân loại và nghiên cứu của Manabe Shuro đã đặt nền móng cho việc thiết kế mô hình khí hậu hiện tại.
Bây giờ trong mô hình khí hậu, bạn có thể đặt một số lượng lớn các thông số, chúng được tính toán bởi các siêu máy tính siêu mạnh khổng lồ, nhưng điều gì đã xảy ra vào những năm 60? Để làm cho nhiệm vụ mô hình hóa khả thi, Manabe thực sự chỉ để lại một tham số - chiều cao của cột không khí - và vẫn nhận được một kết quả chính xác có ý nghĩa.
"Syukuro Manabe là một 'tộc trưởng' thực sự của khoa học khí hậu hiện đại, ông đã đi tiên phong trong việc lập mô hình khí hậu trong những ngày đầu của ngôn ngữ lập trình Fortran.
Mô hình khí hậu của Manabe Shuro. Nguồn ảnh: Ủy ban Nobel
Khoảng 10 năm sau nghiên cứu của Manabe Syukuro, Hasselman đã xây dựng một mô hình liên kết thời tiết và khí hậu, từ đó trả lời câu hỏi tại sao thời tiết thay đổi liên tục nhưng mô hình khí hậu vẫn đáng tin cậy. Ông cũng đã phát triển một phương pháp mới để xác định các tín hiệu khí hậu, được sử dụng để chứng minh rằng sự gia tăng nhiệt độ trong khí quyển là do phát thải carbon dioxide do con người tạo ra.
"Chúng tôi đã cảnh báo về rủi ro trong năm mươi năm." Tại sao giải thưởng lại phải đợi lâu như vậy
Klaus Hasselmann trả lời các câu hỏi của Ủy ban Nobel ngay sau khi công bố tên của những người đoạt giải: "Chúng tôi đã cảnh báo về rủi ro trong năm mươi năm."
Alexander Chernokulsky, nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Vật lý Khí quyển Obukhov thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, nhà khí hậu học và là một trong những chuyên gia công có thẩm quyền nhất trong lĩnh vực khí hậu ở Nga, nhận thấy vai trò to lớn của giải thưởng này trong việc duy trì thẩm quyền của khoa học khí hậu. .
“Giải Nobel Hòa bình do IPCC trao tặng vào năm 2007 chủ yếu là một câu chuyện chính trị. Hasselman. Đây không phải là" sự đồng thuận 97% "đối với bạn, đây là sự công nhận thực sự về vật lý khí hậu của toàn bộ cộng đồng khoa học. Nhân tiện, chính Hasselman là người đầu tiên sử dụng cụm từ "khủng hoảng khí hậu" vào năm 1991, chứ không phải tờ Guardian và những người khác hàng chục năm sau, "ông nhớ lại. ...
Các chuyên gia tin rằng việc trao Giải thưởng Hòa bình năm 2007 có thể là một trò đùa tàn nhẫn đối với các nhà khoa học đang tập trung vào nghiên cứu khí hậu. Có cảm giác rằng biến đổi khí hậu là một dạng chính sách nào đó, không phải khoa học. Phải mất hơn mười năm - và những thay đổi này đã trở nên rõ ràng và hiển nhiên đối với mọi người , sau đó cộng đồng khoa học cuối cùng đã phải công nhận công lao của những người đã tiên đoán những gì đang xảy ra cách đây hơn nửa thế kỷ.
Hoàn cảnh trao giải cho Manabe, Hasselman và Parisi có phần giống với câu chuyện của Robert Edwards, nhà sinh lý học người Anh, người sáng tạo ra công nghệ IVF (thụ tinh trong ống nghiệm). Ông đã thực hiện khám phá của mình vào những năm 1950, nhưng các lý do chính trị (cụ thể là sự phản đối tôn giáo) đã không cho phép sự công nhận khoa học diễn ra. Nó chỉ xảy ra khi những đứa trẻ thụ tinh ống nghiệm đầu tiên đã sinh ra và lớn lên những đứa trẻ bình thường nhất của chính họ. Và Edwards vào thời điểm đó đã quá già và sức khỏe yếu đến mức không rõ liệu ông có thể nhận ra rằng mình đã trở thành người đoạt giải Nobel hay không. Nhưng Edwards ít nhất vẫn còn sống - ví dụ, Richard Weserold, đồng tác giả của Manabe, đã không đạt được giải Nobel về khí hậu ngày nay.
Và chúng có điểm gì chung? Đó là sự phức tạp và khả năng mô tả nó. Xét cho cùng, khí hậu Trái đất là một hệ thống phức tạp, và chìa khóa để hiểu nó là khả năng nhìn thấy trật tự trong sự hỗn loạn rõ ràng của thời tiết. Một tính chất cơ bản quan trọng và khó khăn khác của các hệ thống phức tạp là một sự thay đổi rất nhỏ của một trong các tham số có thể dẫn đến sự thay đổi chung rất lớn trong toàn bộ hệ thống (nhớ lại định nghĩa: các thuộc tính của một hệ thống không bằng tổng các thuộc tính của nó các bộ phận). Trong phần mô tả này, bạn có thể đã nhận ra carbon dioxide - một sự thay đổi rất nhỏ trong hàm lượng của nó có tác động rất lớn đến khí hậu Trái đất nói chung. Và điều này không được xác nhận bằng lời của ai đó từ các nhà lãnh đạo thế giới hay một cô gái đẹp, mà là vật lý phức tạp, có tuổi đời nửa thế kỉ.
Vào những năm 1980, Parisi đã phát hiện ra các mẫu ẩn trong các vật liệu lộn xộn và phức tạp. Khám phá của ông là đóng góp quan trọng nhất cho lý thuyết về các hệ thống phức tạp, cho phép các nhà khoa học hiểu được các vật chất và hiện tượng với tính ngẫu nhiên rõ ràng. Các vật liệu và hiện tượng liên quan không chỉ thuộc lĩnh vực vật lý, mà còn bao gồm toán học, sinh học, khoa học thần kinh và học máy.
Do đó, đối với khoản tiền thưởng 10 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 7,38 triệu nhân dân tệ), một nửa được chia đều cho Manabe Syukuro và Hasselman, nửa còn lại do một mình Parisi giành được.
Theo Ủy ban Nobel , các hệ thống phức tạp chứa đầy sự rối loạn và ngẫu nhiên không thể hiểu được. Giải Nobel Vật lý năm nay được trao cho các nhà khoa học sử dụng các phương pháp mới để mô tả và dự đoán hành vi lâu dài của các hệ thống phức tạp.
Giải Nobel Vật lý được trao bởi Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển. Từ năm 1901 đến năm 2020, Giải Nobel Vật lý đã được trao 114 lần , và có tổng số 215 người đoạt giải.
Tuổi của những người đoạt giải Nobel Vật lý là 70 tuổi. Người trẻ nhất là nhà vật lý người Anh Lawrence Bragg. Ông được trao giải về cấu trúc tinh thể tia X vào năm 1915 khi mới 25 tuổi. Người cao tuổi nhất là Vật lý người Mỹ. nhà khoa học Arthur Ashkin đã được trao giải thưởng vào năm 2018 cho nghiên cứu về nhíp quang học và ứng dụng của chúng trong các hệ thống sinh học. Khi đó ông đã 96 tuổi.
Trong lịch sử giải Vật lý, có một người hai lần đoạt vòng nguyệt quế, sáu nhà khoa học Trung Quốc và bốn nhà khoa học nữ đoạt giải. Madame Curie là nhà khoa học đầu tiên hai lần đoạt giải Nobel, nhưng bà đã giành được giải nhất về vật lý và giải nhì về hóa học.
Giải Nobel Vật lý thường lần lượt xuất hiện trong bốn lĩnh vực vật lý thiên văn vũ trụ, vật lý hạt, vật lý nguyên tử và phân tử và quang vật lý, và vật lý vật chất ngưng tụ. Trong những năm gần đây, thường xuyên có các giải thưởng trong lĩnh vực vật lý thiên văn.
Năm ngoái, ba nhà khoa học đã cùng nhau giành giải Nobel Vật lý vì đã khám phá ra vật thể siêu khối lượng và dày đặc ở trung tâm của Dải Ngân hà.
Hai trong số ba người đoạt giải Nobel vật lý năm 2021 - Syukuro Manabe và Klaus Hasselmann - đã 90 tuổi. Việc trao giải thưởng các nhà khí tượng nhắc nhở thế giới rằng biến đổi khí hậu không phải là một khẩu hiệu chính trị: các nhà khoa học nghiêm túc đã biết và nói về nó trong hơn nửa thế kỷ.
Theo truyền thống, kết quả của Giải Nobel Vật lý không chỉ được công bố bằng tiếng Thụy Điển và tiếng Anh, mà còn bằng ba ngôn ngữ khác: Đức, Pháp và Nga.
Giải Nobel Vật lý năm 2021 được trao cho 3 nhà khoa học trong hai lĩnh vực bao gồm biến đổi khí hậu, và giải thưởng được chia thành hai phần:
- (một nửa giải thưởng) Nhà khí tượng học người Mỹ gốc Nhật Shukuru Manabe và nhà khí tượng học người Đức Klaus Hasselmann đã được trao giải cho mô hình vật lý về khí hậu Trái đất, phân tích định lượng các biến thể và dự báo đáng tin cậy về hiện tượng nóng lên toàn cầu;
- (nửa sau của giải thưởng) Giorgio Parisi, một nhà vật lý đến từ Ý, đã giành được giải thưởng vì đã khám phá ra sự tương tác giữa sự hỗn loạn và dao động trong các hệ thống vật lý khác nhau, từ nguyên tử đến thiên hà.
Syukuro Manabe - Tác phẩm có ảnh hưởng nhất trong lịch sử
Syukuro Manabe sinh năm 1931 tại Nhật Bản và nhận bằng tiến sĩ tại Đại học Tokyo. Ông hiện là nhà khí tượng học cao cấp tại Đại học Princeton, Hoa Kỳ; Hasselman sinh ra ở Hamburg, Đức năm 1931 và hiện là Viện Khí tượng học Max Planck. ở Đức Giáo sư; Parisi sinh ra ở Rome, Ý vào năm 1948 và hiện là giáo sư tại Đại học Rome.Vào những năm 1960, Syukuro Manabe đã lãnh đạo việc phát triển mô hình vật lý của khí hậu Trái đất, lần đầu tiên chỉ ra cách hàm lượng carbon dioxide ngày càng tăng trong khí quyển dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái đất. . Ông cũng là nhà khoa học đầu tiên khám phá sự tương tác giữa cân bằng bức xạ và chuyển động của khối không khí theo phương thẳng đứng. Khí hậu Trái đất là một trong những hệ thống phức tạp quan trọng nhất đối với nhân loại và nghiên cứu của Manabe Shuro đã đặt nền móng cho việc thiết kế mô hình khí hậu hiện tại.
Bây giờ trong mô hình khí hậu, bạn có thể đặt một số lượng lớn các thông số, chúng được tính toán bởi các siêu máy tính siêu mạnh khổng lồ, nhưng điều gì đã xảy ra vào những năm 60? Để làm cho nhiệm vụ mô hình hóa khả thi, Manabe thực sự chỉ để lại một tham số - chiều cao của cột không khí - và vẫn nhận được một kết quả chính xác có ý nghĩa.
"Syukuro Manabe là một 'tộc trưởng' thực sự của khoa học khí hậu hiện đại, ông đã đi tiên phong trong việc lập mô hình khí hậu trong những ngày đầu của ngôn ngữ lập trình Fortran.
Mô hình khí hậu của Manabe Shuro. Nguồn ảnh: Ủy ban Nobel
Klaus Hasselman. Khí hậu, thời tiết và ảnh hưởng của con người
Klaus Hasselmann sinh ra ở Hamburg và xây dựng sự nghiệp khoa học của mình một cách thực tế mà không phải rời quê hương, nơi cuối cùng ông trở thành giám đốc của viện. Mười năm sau công trình đột phá của Manabe, ông đã tạo ra một mô hình liên kết khí hậu và thời tiết (bạn đừng bao giờ nhầm lẫn giữa hai điều này!) - và do đó cho thấy rằng các mô hình khí hậu có thể đáng tin cậy, mặc dù thời tiết là một hiện tượng biến đổi và hỗn loạn.Khoảng 10 năm sau nghiên cứu của Manabe Syukuro, Hasselman đã xây dựng một mô hình liên kết thời tiết và khí hậu, từ đó trả lời câu hỏi tại sao thời tiết thay đổi liên tục nhưng mô hình khí hậu vẫn đáng tin cậy. Ông cũng đã phát triển một phương pháp mới để xác định các tín hiệu khí hậu, được sử dụng để chứng minh rằng sự gia tăng nhiệt độ trong khí quyển là do phát thải carbon dioxide do con người tạo ra.
"Chúng tôi đã cảnh báo về rủi ro trong năm mươi năm." Tại sao giải thưởng lại phải đợi lâu như vậy
Klaus Hasselmann trả lời các câu hỏi của Ủy ban Nobel ngay sau khi công bố tên của những người đoạt giải: "Chúng tôi đã cảnh báo về rủi ro trong năm mươi năm."
Alexander Chernokulsky, nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Vật lý Khí quyển Obukhov thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, nhà khí hậu học và là một trong những chuyên gia công có thẩm quyền nhất trong lĩnh vực khí hậu ở Nga, nhận thấy vai trò to lớn của giải thưởng này trong việc duy trì thẩm quyền của khoa học khí hậu. .
“Giải Nobel Hòa bình do IPCC trao tặng vào năm 2007 chủ yếu là một câu chuyện chính trị. Hasselman. Đây không phải là" sự đồng thuận 97% "đối với bạn, đây là sự công nhận thực sự về vật lý khí hậu của toàn bộ cộng đồng khoa học. Nhân tiện, chính Hasselman là người đầu tiên sử dụng cụm từ "khủng hoảng khí hậu" vào năm 1991, chứ không phải tờ Guardian và những người khác hàng chục năm sau, "ông nhớ lại. ...
Các chuyên gia tin rằng việc trao Giải thưởng Hòa bình năm 2007 có thể là một trò đùa tàn nhẫn đối với các nhà khoa học đang tập trung vào nghiên cứu khí hậu. Có cảm giác rằng biến đổi khí hậu là một dạng chính sách nào đó, không phải khoa học. Phải mất hơn mười năm - và những thay đổi này đã trở nên rõ ràng và hiển nhiên đối với mọi người , sau đó cộng đồng khoa học cuối cùng đã phải công nhận công lao của những người đã tiên đoán những gì đang xảy ra cách đây hơn nửa thế kỷ.
Hoàn cảnh trao giải cho Manabe, Hasselman và Parisi có phần giống với câu chuyện của Robert Edwards, nhà sinh lý học người Anh, người sáng tạo ra công nghệ IVF (thụ tinh trong ống nghiệm). Ông đã thực hiện khám phá của mình vào những năm 1950, nhưng các lý do chính trị (cụ thể là sự phản đối tôn giáo) đã không cho phép sự công nhận khoa học diễn ra. Nó chỉ xảy ra khi những đứa trẻ thụ tinh ống nghiệm đầu tiên đã sinh ra và lớn lên những đứa trẻ bình thường nhất của chính họ. Và Edwards vào thời điểm đó đã quá già và sức khỏe yếu đến mức không rõ liệu ông có thể nhận ra rằng mình đã trở thành người đoạt giải Nobel hay không. Nhưng Edwards ít nhất vẫn còn sống - ví dụ, Richard Weserold, đồng tác giả của Manabe, đã không đạt được giải Nobel về khí hậu ngày nay.
Giorgio Parisi - Tự nhiên trong khu phức hợp
Người đoạt giải thứ ba - Giorgio Parisi - đứng tách biệt giữa những người đoạt giải. Anh ấy trẻ hơn nhiều và vẫn đóng một vai trò quan trọng trong nền khoa học Ý (73 tuổi theo tiêu chuẩn của Ý không phải là lương hưu, mà là sự trưởng thành nghề nghiệp). Công trình đoạt giải của ông có từ đầu những năm 1980: ông đã có thể tìm ra các mẫu trong hành vi của các vật liệu phức tạp bị xáo trộn. Nói rộng hơn, những khám phá của ông đã hình thành nền tảng của lý thuyết về các hệ thống phức tạp nói chung. Một hệ thống phức tạp, nói một cách đơn giản, là một hệ thống bao gồm nhiều thành phần tương tác với nhau theo cách mà nó có được các thuộc tính mới mà không thể rút gọn thành tổng các thuộc tính của các thành phần của nó. Công trình của Parisi tiết lộ hơn bao giờ hết giá trị của tuyên bố rằng vật lý là khoa học của mọi thứ. Các phương trình của Parisi mô tả sự lớn lên của các bề mặt, sự quay vòng của các đàn chim và chuyển động của các hạt cơ bản. Kết quả công việc của ông được ứng dụng trong toán học, vật lý, sinh học, khoa học thần kinh, máy học.Và chúng có điểm gì chung? Đó là sự phức tạp và khả năng mô tả nó. Xét cho cùng, khí hậu Trái đất là một hệ thống phức tạp, và chìa khóa để hiểu nó là khả năng nhìn thấy trật tự trong sự hỗn loạn rõ ràng của thời tiết. Một tính chất cơ bản quan trọng và khó khăn khác của các hệ thống phức tạp là một sự thay đổi rất nhỏ của một trong các tham số có thể dẫn đến sự thay đổi chung rất lớn trong toàn bộ hệ thống (nhớ lại định nghĩa: các thuộc tính của một hệ thống không bằng tổng các thuộc tính của nó các bộ phận). Trong phần mô tả này, bạn có thể đã nhận ra carbon dioxide - một sự thay đổi rất nhỏ trong hàm lượng của nó có tác động rất lớn đến khí hậu Trái đất nói chung. Và điều này không được xác nhận bằng lời của ai đó từ các nhà lãnh đạo thế giới hay một cô gái đẹp, mà là vật lý phức tạp, có tuổi đời nửa thế kỉ.
Vào những năm 1980, Parisi đã phát hiện ra các mẫu ẩn trong các vật liệu lộn xộn và phức tạp. Khám phá của ông là đóng góp quan trọng nhất cho lý thuyết về các hệ thống phức tạp, cho phép các nhà khoa học hiểu được các vật chất và hiện tượng với tính ngẫu nhiên rõ ràng. Các vật liệu và hiện tượng liên quan không chỉ thuộc lĩnh vực vật lý, mà còn bao gồm toán học, sinh học, khoa học thần kinh và học máy.
Do đó, đối với khoản tiền thưởng 10 triệu kronor Thụy Điển (khoảng 7,38 triệu nhân dân tệ), một nửa được chia đều cho Manabe Syukuro và Hasselman, nửa còn lại do một mình Parisi giành được.
Theo Ủy ban Nobel , các hệ thống phức tạp chứa đầy sự rối loạn và ngẫu nhiên không thể hiểu được. Giải Nobel Vật lý năm nay được trao cho các nhà khoa học sử dụng các phương pháp mới để mô tả và dự đoán hành vi lâu dài của các hệ thống phức tạp.
Giải Nobel Vật lý được trao bởi Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển. Từ năm 1901 đến năm 2020, Giải Nobel Vật lý đã được trao 114 lần , và có tổng số 215 người đoạt giải.Tuổi của những người đoạt giải Nobel Vật lý là 70 tuổi. Người trẻ nhất là nhà vật lý người Anh Lawrence Bragg. Ông được trao giải về cấu trúc tinh thể tia X vào năm 1915 khi mới 25 tuổi. Người cao tuổi nhất là Vật lý người Mỹ. nhà khoa học Arthur Ashkin đã được trao giải thưởng vào năm 2018 cho nghiên cứu về nhíp quang học và ứng dụng của chúng trong các hệ thống sinh học. Khi đó ông đã 96 tuổi.
Trong lịch sử giải Vật lý, có một người hai lần đoạt vòng nguyệt quế, sáu nhà khoa học Trung Quốc và bốn nhà khoa học nữ đoạt giải. Madame Curie là nhà khoa học đầu tiên hai lần đoạt giải Nobel, nhưng bà đã giành được giải nhất về vật lý và giải nhì về hóa học.
Giải Nobel Vật lý thường lần lượt xuất hiện trong bốn lĩnh vực vật lý thiên văn vũ trụ, vật lý hạt, vật lý nguyên tử và phân tử và quang vật lý, và vật lý vật chất ngưng tụ. Trong những năm gần đây, thường xuyên có các giải thưởng trong lĩnh vực vật lý thiên văn.
Năm ngoái, ba nhà khoa học đã cùng nhau giành giải Nobel Vật lý vì đã khám phá ra vật thể siêu khối lượng và dày đặc ở trung tâm của Dải Ngân hà.
Sửa lần cuối:
