Fizikte bu yılki Nobel Ödülü sahipleri karmaşıklığı fark ettiler

Doğal dünya karmaşıklıklarla doludur. Bilim adamları gezegenlerden atomlara kadar her şeyi ne kadar yakından incelerlerse, o kadar çok yapı bulurlar ve yorumları o kadar ayrıntılı olur.

Ancak bu tür sistemlerin davranışını tahmin etmek istiyorsanız, ne kadar ayrıntıya ihtiyacınız var? Örneğin, Dünya okyanuslarının nasıl davranacağını anlamak için, içlerindeki her su molekülünü izlemeniz mi gerekiyor?

Bu yılki Nobel Fizik Ödülü, karmaşık, kaotik ve görünüşte rastgele sistemler üzerinde çalışan ve uzun vadeli davranışlarını tahmin etmenin yollarını geliştiren üç araştırmacıya verildi.

Princeton Üniversitesi’nden Seokuro Manabe ve Hamburg’daki Max Planck Meteoroloji Enstitüsü’nden Klaus Haselmann, 10 milyon İsveç kronu (yaklaşık 1,6 milyon NZ$) ödülünün yarısını paylaştı. Diğer yarısı ise Roma’daki Sapienza Üniversitesi’nden Giorgio Baresi’ye gitti.

Devamını oku:
* Çok az caddesi olan yeni bir gelişme, Auckland’da daha ucuz konutlar sunuyor
* İklim değişikliğinin en büyük kazananları hamamböcekleri ve karıncalar
* İş dünyası gezegenimizin yenilenmesi için sorumluluk almalı

Manabe ve Haselman temellerini attı Dünya İklim Modellemesi İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi’nin Nobel Fizik Komitesi’nden yapılan bir alıntıya göre bu, “varyansı ölçmeye ve güvenilir bir şekilde küresel ısınmayı tahmin etmeye” yol açtı.

Parisi, “fiziksel sistemlerde atom ölçeğinden gezegen ölçeğine kadar kaos ve dalgalanmaların etkileşimi” hakkındaki keşiflerinden payını aldı.

1960’larda, bir atmosfer bilimcisi olan Manabe, mevcut karbondioksit seviyesini iki katına çıkarmanın gezegenin yüzey sıcaklığını da artıracağına dair ilk güvenilir tahmini yapmak için Dünya atmosferinin dinamiklerini ve termodinamiğini anlamaktan ortaya çıkan iplikleri büktü.

Çalışmaları, Dünya’nın ikliminin fiziksel modellerinin geliştirilmesine yol açtı ve temellerini attı. iklim modelleri bugün kullanıldı.

Aynı zamanda, Massachusetts Institute of Technology’den Edward Lorenz gibi bilim adamları, havayı kaotik bir sistem olarak tanımlamaya başladılar – başka bir deyişle, birçok bireysel bileşenin etkileşime girdiği bir şey, örneğin sıcaklıkVe basınç, nem, rüzgar hızı, başlangıç ​​koşullarındaki küçük farklılıklar bile daha sonraki bir aşamada büyük farklılıklara yol açabilir.

Bu tarifte, hava hızla gelişti ve gelecek birkaç gün içinde bile esasen tahmin edilemez hale geldi.

1970’lerde Haselman, kısa vadede kaotik ve öngörülemez olmasına rağmen, havanın nasıl daha uzun süreler boyunca Dünya’nın iklimini tahmin etmek için güvenilir modeller üretebileceğini göstermek için modeller geliştirdi.

Çalışmasını anlatırken, 1827’de botanikçi Robert Brown tarafından mikroskopla gözlemlenen polen tanelerinin sudaki akış hareketi olan Brownian hareketine bir benzetme yaptı.

Yaklaşık 80 yıl sonra, Albert Einstein, tanenin yavaş kıvrılmasının, daha küçük, hızlı hareket eden su molekülleri tarafından sürekli bombardımanı ile açıklanabileceğini varsaydı.

Benzer şekilde, büyük ölçekli iklim, çok daha küçük birçok olayın sonucu olarak düşünülebilir.

1980 civarında Parisi, görünüşte rastgele olayları yöneten bazı kurallar buldu. Örneğin, demir atomlarının bir bakır atomu kafesinde rastgele karıştırıldığı “spin cam” adı verilen bir malzeme türü üzerinde çalıştı.

Tüm demir atomları küçük mıknatıslar gibi davranır, ancak normal bir manyetize metal kütlesi durumundan farklı olarak, dönen camdaki demir atomlarının kuzey ve güney kutupları tek tip bir yönü göstermez. Parisi, optimal yönelimlerini nasıl bulduklarını anlamanın bir yolunu buldu.

Matematiksel fikirleri, ödüllü meslektaşları tarafından açıklandığı gibi, yalnızca Dünya’nın ikliminin karmaşık sistemlerinden bazılarını açıklamaya yardımcı olmakla kalmaz, aynı zamanda biyoloji, sinirbilim ve makine öğrenimi gibi çeşitli alanlardaki görünüşte rastgele olan diğer fenomenleri de açıklamaya yardımcı olur.

Bu yılki Fizik Ödülü, Dünya’nın iklimini anlamak için verilen ilk bilimsel ödül.

Bunun dünya liderlerine bir sonrakinden önce görünmez bir mesaj olup olmadığı soruldu. Glasgow’daki COP26 İklim ZirvesiNobel Komitesi üyeleri, ödülün keşifleri kutlamak için verildiğini söyledi.

Ancak, iklim modellemesinin ve küresel ısınma kavramının sağlam fizik bilimine dayandığını da gösterdiler.

İnsanlar artık Dünya’nın nasıl ve neden ısındığını bilmediklerini söyleyemezler.

© 2020 The Economist Limited. Her hakkı saklıdır. Lisans altında yayınlanan The Economist’ten. Orijinal makale şu adreste bulunabilir: www.ekonomist.com