ตั้งแต่ระดับอะตอมไปจนถึงดาวเคราะห์ นักวิทยาศาสตร์สามคนนี้แยกแยะความหมายจากความโกลาหล
โดย ELANA SPIVACK | เผยแพร่ 5 ต.ค. 2564 08:30 น.
ศาสตร์
ภาพประกอบของ Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann และ Giorgio Parisi
Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann และ Giorgio Parisi ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2021 จากการมีส่วนร่วมในการทำความเข้าใจระบบทางกายภาพที่ซับซ้อน
รางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2021 มอบให้กับ Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann และ Giorgio Parisi สำหรับการมีส่วนร่วมในวิธีที่เราเข้าใจระบบทางกายภาพที่ซับซ้อน เช่น ภูมิอากาศของโลก รวมถึงปรากฏการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ Manabe และ Hasselmann แบ่งปันครึ่งหนึ่ง
ของรางวัลและ Parisi ได้รับรางวัลอีกครึ่งหนึ่ง
พลังงานคาร์บอนต่ำช่วยลดความเหลื่อมล้ำทางเชื้อชาติในละแวกใกล้เคียงที่มีมลพิษทางอากาศ
ระบบสสารของจักรวาลดูซับซ้อนเกือบอย่างน่าอัศจรรย์ และน่าประหลาดใจยิ่งกว่าความซับซ้อนก็คือความเรียบง่ายที่ชัดเจน แม้แต่บางสิ่งที่ซ้ำซากจำเจราวกับรายงานสภาพอากาศก็ยังเป็นส่วนที่ซับซ้อนอย่างประเมินค่าไม่ได้ของชุดการคาดการณ์โดยอิงจากรูปแบบมูลค่านับล้านปี Manabe, Hasselmann และ Parisi แยกแยะความโกลาหลของสภาพแวดล้อมที่พัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อค้นหารูปแบบที่เชื่อถือได้ แยกสัญญาณออกจากสัญญาณรบกวน และค้นหาโครงสร้างภายในความสุ่มจากระดับอะตอมไปยังดาวเคราะห์ Manabe และ Hasselmann ได้รับรางวัลจากการทำงานในการสร้างแบบจำลองทางกายภาพของสภาพภูมิอากาศของโลกและทำนายภาวะโลกร้อนได้อย่างน่าเชื่อถือ Parisi ค้นพบรูปแบบที่ซ่อนอยู่ในระบบที่ซับซ้อนและยุ่งเหยิงซึ่งทำให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่ดูเหมือนสุ่มผ่านกฎเหล่านี้ได้
ซูคุโระ มานาเบะ นักอุตุนิยมวิทยาและนักอุตุนิยมวิทยาที่มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศของเราทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกสูงขึ้นได้อย่างไร ในปีพ.ศ. 2503 เขาเป็นหัวหอกในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศทางกายภาพ โดยกลายเป็นบุคคลแรกในการสำรวจปฏิสัมพันธ์ระหว่างความสมดุลของรังสี (การแผ่รังสีที่เข้ามาเทียบกับนอกโลก) และการเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของมวลอากาศภายในชั้นบรรยากาศ การทำงานกับแบบจำลองอย่างง่าย มานาเบะพบว่าระดับคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มอุณหภูมิพื้นผิวโลกมากกว่า 2°C ในขณะที่ออกซิเจนและไนโตรเจนแทบไม่มีผลกระทบต่อมัน
โนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปีนี้ยกย่องการทำงานเกี่ยวกับระบบที่ซับซ้อนซึ่งอยู่ภายใต้การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ
แบบจำลองสภาพภูมิอากาศของ Syukuro Manabe
แบบจำลองนี้ยืนยันว่าก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อเทียบกับการแผ่รังสีดวงอาทิตย์ ทำให้อุณหภูมิพื้นผิวนี้เพิ่มขึ้น อุณหภูมิใกล้กับพื้นดินสูงขึ้นในขณะที่อุณหภูมิบรรยากาศลดลง หากการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดจากการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ บรรยากาศทั้งหมดควรจะอุ่นขึ้นพร้อมๆ กัน จากข้อมูลเชิงลึกนี้ Manabe ได้ย้ายไปยังโมเดลสามมิติที่ก้าวล้ำ ซึ่งเขาตีพิมพ์ในปี 1975
[เกี่ยวข้อง: รางวัลโนเบลมอบให้กับนักวิจัยที่แยกวิเคราะห์ว่าเรารู้สึกอุณหภูมิและสัมผัสอย่างไร]
ขณะที่ Manabe กำลังจดจ่ออยู่กับคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ Hasselmann ศาสตราจารย์แห่งสถาบัน Max Planck Institute for Meteorology ได้จับจ้องไปที่สภาพอากาศและสภาพอากาศ สภาพอากาศแปรปรวนอย่างรุนแรงทุกวัน ในขณะที่สภาพอากาศเป็นค่าเฉลี่ยของสภาพอากาศ เนื่องจากสภาพอากาศแปรปรวนเร็วมาก จึงคำนวณได้ยาก ประมาณสิบปีหลังจากมานาเบะ ฮัสเซลมันน์ได้สร้างแบบจำลองสภาพอากาศสุ่ม ซึ่งหมายถึงแบบจำลองที่คำนึงถึงโอกาส แต่เขาก้าวไปอีกขั้น—เขายังได้พัฒนาวิธีการเพื่อพิจารณาผลกระทบของมนุษย์ต่อสภาพอากาศด้วย วิธีการเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยเชื่อมโยงสภาพอากาศ สภาพอากาศ และการแทรกแซงของมนุษย์เข้ากับแบบจำลองสภาพอากาศที่ซับซ้อนได้
ประมาณปี 1980 Giorgio Parisi นักฟิสิกส์เชิงทฤษฎี
ที่มหาวิทยาลัย Sapienza ในกรุงโรม ได้สาธิตระบบพื้นฐานที่สำคัญกว่า เช่น ภูมิอากาศ โดยแสดงให้เห็นว่าการสุ่มของปรากฏการณ์บางอย่างนั้นไม่เป็นไปตามกฎเกณฑ์ที่ซ่อนอยู่ Parisi สำรวจธรรมชาติของสสารบางชนิดที่เรียกว่ากระจกหมุน แก้วปั่นเป็นโลหะผสม ซึ่งเป็นโลหะคอมโพสิตที่ทำจากโลหะตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไป ตัวอย่างเช่น แก้วปั่นชนิดหนึ่งคืออะตอมของเหล็กที่สุ่มผสมลงในกริดของอะตอมทองแดง อะตอมของเหล็กสองสามอะตอมเหล่านี้เปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางแม่เหล็กโดยรวมของวัสดุ อะตอมแต่ละตัวมีพฤติกรรมเหมือนแม่เหล็กหรือสปิน และโดยปกติแล้วการหมุนทั้งหมดจะชี้ไปในทิศทางเดียวกัน แต่สำหรับสปินแก้ว สปินจะผิดหวัง ซึ่งหมายความว่าคู่สปินบางคู่ต้องการชี้ไปในทิศทางเดียว ในขณะที่คู่อื่นๆ ต้องการชี้ไปในทิศทางตรงกันข้าม ในหนังสือของเขา Parisi เปรียบพฤติกรรมปรมาณูนี้กับโศกนาฏกรรมของเช็คสเปียร์ คิดถึงโรมิโอและจูเลียต: ในขณะที่พวกเขารักกัน แต่ละคนได้รับสัญญาณที่ตรงกันข้ามจากครอบครัวของพวกเขาที่จะดูหมิ่นอีกฝ่ายหนึ่ง แรงดึงดูดของพวกเขาถูกขัดขวางโดยครอบครัวที่ดึงพวกเขาไปในทิศทางที่ต่างกัน
แก้วปั่นเป็นพื้นฐานสำหรับโมเดลที่ซับซ้อนจำนวนมาก และในปี 1979 Parisi ได้ใช้สิ่งที่เรียกว่าเคล็ดลับแบบจำลองกับปัญหาโมเดลกระจกหมุน เคล็ดลับการจำลองเป็นเทคนิคทางคณิตศาสตร์ที่ประมวลผลแบบจำลองจำนวนมากของระบบพร้อมกัน ซึ่งเป็นไปไม่ได้สำหรับฟิสิกส์ Parisi พบโครงสร้างลับในแบบจำลองและใช้เพื่อแก้ปัญหากระจกหมุน งานของเขาเกี่ยวกับกระจกหมุนไม่ได้เปลี่ยนแปลงแค่ฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงคณิตศาสตร์ ชีววิทยา ประสาทวิทยาศาสตร์ และการเรียนรู้ของเครื่องด้วย งานวิจัยนี้ยังเกี่ยวข้องกับระบบภูมิอากาศอีกด้วย
คณะกรรมการโนเบลได้เน้นย้ำว่ารางวัลประจำปีนี้ไม่เพียงแต่ตระหนักถึงคุณูปการทางวิทยาศาสตร์อย่างมหาศาลเท่านั้น แต่ยังขอเชิญชวนผู้นำระดับโลกให้เคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วเพื่อป้องกันผลกระทบเพิ่มเติมจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ “ตอนนี้เราต้องดำเนินการอย่างรวดเร็ว” Parisi แสดงความคิดเห็นระหว่างการแถลงข่าว
รางวัลโนเบลจะมอบให้ในแต่ละปีในเดือนตุลาคมในหลายประเภท วิทยาศาสตร์หลักคือการแพทย์และสรีรวิทยา ฟิสิกส์และเคมี รางวัลฟิสิกส์ปีที่แล้วตกเป็นของ Roger Penrose สำหรับการค้นพบของเขาว่าการก่อตัวของหลุมดำเป็นการทำนายทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปที่แข็งแกร่ง และ Reinhard Genzel และ Andrea Ghez สำหรับการค้นพบวัตถุมวลมหาศาลที่ใจกลางดาราจักรของเรา
credit : inmoportalgalicia.net skopeloshotels.net https://zakopanetours.net/wp-admin/edit.php radiopaca.net
