نوبل للفيزياء 2021 تذهب لياباني وألماني وإيطالي عن إنجازاتهم في العلوم المعقدة

أعلنت اللجنة النرويجية لجائزة نوبل اليوم الثلاثاء فوز 3 علماء بجائزة الفيزياء عام 2021، وهم: الياباني سايوكورو مانوبي والألماني كلاوس هسلمان (حصلا على نصف الجائزة)، والإيطالي جورجيو باريزي الذي حصل على نصف الجائزة الآخر.

أنظمة فوضوية

وحسب بيان اللجنة، يتشارك الثلاثة في هذه الجائزة عن دراساتهم للظواهر الفوضوية، أي تلك التي تتكون من أجزاء صغيرة تتضمن حالة من التعقيد في طبيعتها.

وضع مانابي وهاسلمان الأساس لمعرفتنا بمناخ الأرض وكيف تؤثر البشرية فيه، وهو ما نعرفه الآن باسم "التغير المناخي"، أما باريزي فقدم إسهامات ثورية في ما يسمى بنظرية المواد المضطربة والعمليات العشوائية بها.

ولفهم ما تعنيه كلمة "أنظمة فوضوية" يمكن أن نتأمل الطقس على سبيل المثال، فقد يتحول فجأة من حار إلى بارد في لحظات، والسبب في ذلك هو تأثيرات صغيرة جدًا تنمو مع الوقت لتصبح ذات نتائج كبيرة، إنه ما نسميه "أثر الفراشة".

ويعني أثر الفراشة أن رفرفة جناح فراشة في مكان ما على الأرض يمكن أن يحدث اضطرابًا طفيفا في الطقس حولها، لكن هذا الاضطراب مرشح للتزايد شيئًا فشيئًا، ومع الوقت يمكن أن يتسبب مثلًا في عاصفة بمكان آخر على الأرض.

وحسب بيان لجنة نوبل، فإن أبحاث مانوبي في الستينيات من القرن الماضي أكدت أن مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي تؤدي إلى زيادة درجات الحرارة على سطح الأرض، وقادت عملية تطوير لفهمنا لمناخ الأرض، وجعل عمله الأساس لتطوير النماذج المناخية الحالية.

أنماط معقدة

بعد ذلك ابتكر هسلمان نموذجًا يربط بين الطقس (وهو حالة الجو في مدة قصيرة تبلغ عادة أياما) والمناخ (وهو حالة الغلاف الجوي على مدى سنوات)، كما طور طرائق لتحديد الكيفية التي يؤثر بها البشر في المناخ، واستخدمت أساليبه لإثبات أن ارتفاع درجة الحرارة في الغلاف الجوي ناتج عن انبعاثات ثاني أكسيد الكربون البشرية.

وحسب لجنة نوبل، فإن باريزي قد اكتشف أنماطًا معقدة أيضًا ولكن في النطاق الصغير (نطاق الذرات)، سهّلت فهم ووصف العديد من المواد والظواهر المختلفة التي تبدو للوهلة الأولى عشوائية تمامًا، ليس فقط في الفيزياء ولكن أيضًا في مجالات أخرى مختلفة جدًا، مثل الرياضيات وعلم الأحياء وعلم الأعصاب والتعلم الآلي.