خلق الحائزون على جائزة نوبل لهذا العام شعوراً بالتعقيد

العالم الطبيعي معقد. كلما اقترب العلماء من دراسة كل شيء من الكواكب إلى الذرات ، زاد حاجتهم للعثور على الهيكل والحصول على تفسيراتهم بمزيد من التفصيل.

ولكن إذا كنت تريد التنبؤ بسلوك مثل هذه الأنظمة ، فما مقدار التفاصيل التي تحتاجها؟ لفهم كيف تتصرف محيطات الأرض ، أخبرني ، هل يجب عليك تتبع كل جزيء ماء أساسي فيها؟

مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لهذا العام لثلاثة باحثين درسوا أنظمة عشوائية معقدة ومربكة وواضحة وطوّروا طرقًا للتنبؤ بسلوكهم على المدى الطويل.

وتقاسم سيوجرو مانابي من جامعة برينستون وكلاوس هاسلمان من معهد ماكس بلانك للقياس في هامبورغ نصف الجائزة البالغة 10 ملايين كرونا سويدية (1.6 مليون دولار نيوزيلندي). وذهب النصف الآخر إلى جورجيو باريس من جامعة سابينزا في روما.

اقرأ أكثر:
* مع وجود بعض الطرق ، يقدم مشروع تطوير جديد منازل في أوكلاند ميسورة التكلفة
* تعتبر الصراصير والنمل من الفائزين الكبار في تغير المناخ
* يجب أن يتحمل رجال الأعمال المسؤولية لإعادة بناء كوكبنا

وضع مانابي وهاسلمان الأساس لذلك نمذجة مناخ الأرض وفقًا للجنة نوبل للفيزياء بالأكاديمية الملكية للعلوم في السويد ، أدى ذلك إلى “قياس موثوق للتنوع والتنبؤ الموثوق به لظاهرة الاحتباس الحراري”.

تم تقديم مساهمته إلى باريس لاكتشافاته حول “الاضطرابات والتقلبات في أنظمة الجسم من الحجم الذري إلى الأحجام الكوكبية”.

في الستينيات ، جمع مانابي ، عالم الأرصاد الجوية ، الفهم المتزايد لديناميكيات وديناميكا الحرارة للغلاف الجوي للأرض لتشكيل أول تنبؤ موثوق بأن مضاعفة كمية ثاني أكسيد الكربون ستزيد من درجة حرارة سطح الكوكب.

أدى عمله إلى تطوير الظروف المناخية للأرض ووضع الأساس لها نماذج المناخ تستخدم اليوم.

في الوقت نفسه ، بدأ علماء مثل إدوارد لورانس من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا في وصف الطقس بأنه نظام فوضوي – بعبارة أخرى ، نظام به العديد من العناصر الفريدة. درجة حرارةالضغط والرطوبة وسرعة الرياح ، حتى الاختلافات الصغيرة في المراحل الأولية يمكن أن تسبب اختلافات كبيرة في وقت لاحق.

في هذا التفسير ، تطور الطقس بسرعة وأصبح غير متوقع في المستقبل حتى لبضعة أيام.

في السبعينيات ، طور هاسلمان نماذج لإظهار كيف يمكنه تقديم نماذج موثوقة للتنبؤ بمناخ الأرض لفترات طويلة من الزمن ، على الرغم من الفوضى والطقس غير المتوقع على المدى القصير.

في وصفه لعمله ، أجرى تشبيهًا بالحركة البراونية ، وهي الحركة الصاخبة لحبوب اللقاح في الماء ، والتي شوهدت لأول مرة في عام 1827 تحت مجهر عالم النبات روبرت براون.

بعد ما يقرب من 80 عامًا ، قال ألبرت أينشتاين إن التعرج البطيء للحبوب يمكن تفسيره بقصفها المستمر لجزيئات الماء الصغيرة سريعة الحركة.

وبالمثل ، يُنظر إلى المناخ على نطاق واسع على أنه نتيجة للعديد من الأحداث الصغيرة.

في عام 1980 ، اكتشفت باريس بعض القواعد التي تحكم الأحداث العشوائية على ما يبدو. درس نوعًا من المواد يُدعى “الزجاج المغزلي” حيث ، على سبيل المثال ، تختلط ذرات الحديد تقريبًا في طور ذرات النحاس.

تعمل كل ذرة من ذرات الحديد كمغناطيس صغير ، ولكن على عكس الكتلة العادية للمعدن الممغنط ، لا تشير الأقطاب الشمالية والجنوبية لذرات الحديد في الزجاج الحلزوني في نفس الاتجاه. ابتكر باريسي طريقة لفهم كيفية العثور على التوجهات المثلى.

لا تساعد أفكاره الرياضية في شرح بعض الأنظمة الأكثر تعقيدًا لمناخ الأرض فحسب ، بل توضح أيضًا الظواهر العشوائية التي تظهر في مختلف المجالات ، مثل علم الأحياء وعلم الأعصاب والتعلم الآلي ، كما وصفه زملاؤه الحائزان على الجوائز.

جائزة الفيزياء لهذا العام هي أول جائزة علمية تُمنح لفهم مناخ الأرض.

وسأل عما إذا كانت هذه رسالة خفية لقادة العالم قبل مجيئهم قمة المناخ COP26 في غلاسكو، قال أعضاء لجنة نوبل إن الاكتشاف يهدف إلى الاحتفال بأنفسهم.

لكنه أظهر أيضًا أن مفهوم نمذجة المناخ والاحتباس الحراري يعتمدان على الفيزياء الصلبة.

لم يعد بإمكان البشر القول إنهم لا يعرفون كيف ترتفع درجة حرارة الأرض أو لماذا ترتفع درجة حرارتها.

صحيفة إيكونوميست 2020 المحدودة. كل الحقوق محفوظة. من The Economist ، نُشر بموجب ترخيص. المقال الاصلي هنا www.economist.com