Nobelpriset i fysik har gått till tre forskare som försökte förutsäga den långsiktiga utvecklingen av ett komplext system som klimatet genom att modellera variabler - väder, mänskliga handlingar – som skapar oordning inom dessa system.

Vad är kopplingen mellan modelleringen av global uppvärmning, vilket gav Syukuro Manabe och Klaus Hasselmann halva priset, och den tredje vinnarens arbete, Giorgio Parisi, vem fokuserade på materiens underliggande störning?

Alla tre studerar komplexa system:storskaligt klimat eller beteendet hos vissa material i en oändligt liten skala. Från de oberäkneliga fluktuationerna inom dessa system, de tre fysikerna lyckades retas ut enklare beteenden och tillförlitliga förutsägelser.

"Vi insåg att framväxande fenomen ibland kräver att vi tittar på alla individuella komplicerade fysiska mekanismer och knyter ihop dem för att göra en förutsägelse, " sade Nobelfysikkommitténs ledamot John Wettlaufer, till hands när priserna offentliggjordes i Stockholm på tisdagen.

Klimat "är DET komplexa systemet par excellence, sa Freddy Bouchet, en fysiker vid Frankrikes nationella centrum för vetenskaplig forskning.

Ett stort antal variabler, med andra ord, interagera - atmosfär, hav, jordar, vegetation – vilket gör alla tillförlitliga prognoser bortom några veckor svårfångade.

Men vid sidan av och inom detta observerbara kaos finns det också tydliga trender som kan kopplas till väl identifierade orsaker, som långvarig global uppvärmning som kan tillskrivas mänsklig aktivitet.

Dolda regler

"Inom klimatvetenskap, den slumpmässiga och den systematiska överlappningen, " sade Bouchet. "De matematiska verktyg som utvecklats av Klaus Hasselmann har gjort det möjligt att separera de två för att bättre förstå klimatets utveckling."

Att kunna reta ut mönster i det som är slumpmässigt – signalen i bruset – är grundläggande för att förstå utvecklingen av extremt väder som värmeböljor, stormar och orkaner.

De modeller som utvecklats av japansk-amerikanen Syukuro Manabe har lyckats knäcka signaturkoden för klimatdelsystem.

"Detta är de första modellerna som gjorde det möjligt att beräkna effekten av ökningen av koldioxid av antropogent ursprung på den globala uppvärmningen i kärnan av samtida klimatmodeller", sa Bouchet.

Giorgio Parisi, för hans del, gjort ett stort bidrag till teorin om dessa komplexa system genom att avslöja de dolda regler som styr dem.

"Jag började lägga grunden till denna vetenskap - som inte fanns i början av 1980-talet - genom att studera naturen genom matematik", sa den italienska forskaren till tidningen Corriere della Sera tidigare i år.

Det är en vetenskap som tillåter oss, till exempel, att förklara den förändrade formen av ett moln av starar under flygning.

Parisi gav de matematiska verktygen för att förstå hur slumpmässiga processer kan spela en avgörande roll i utvecklingen av stora strukturer, som de som styr klimatet.

I dag, de tillämpas i biologi, neurovetenskap och artificiell intelligens.

© 2021 AFP