Giải Nobel Vật lý 2021 dành cho cống hiến về những ‘hệ thống phức tạp’

16h45 ngày 5/10, 3 nhà khoa học bao gồm ông Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann và Giorgio Parisi đã được Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển xướng tên, vinh dự nhận giải thưởng danh giá tại giải Nobel Vật lý năm 2021.

Ông Syukuro Manabe, nhà khoa học gốc Nhật Bản và Klaus Hasselmann, nhà khoa học người Đức đã được xướng tên với “mô hình vật lý của khí hậu Trái đất, định lượng độ biến động và một dự đoán đáng tin cậy về hiện tượng nóng lên toàn cầu”.

Nửa còn lại của giải thuởng được trao cho ông Giorgio Parisi, nhà khoa học người Ý, với “những phát hiện về sự ảnh hưởng lẫn nhau của dao động và rối loạn trong các hệ thống vật chất từ quy mô nguyên tử đến hành tinh”.

Cả ba nhà khoa học đều làm việc trên những nghiên cứu được gọi là “hệ thống phức tạp”, trong đó bao gồm cả vấn đề khí hậu. Các hệ thống phức tạp đặc trưng bởi sự hỗn loạn và ngẫu nhiên, do vậy rất khó để nắm bắt. Giải Nobel Vật lý năm nay tôn vinh những phương pháp mới để mô tả và dự đoán hành vi dài hạn của chúng.

Giáo sư Oyukuro Manabe, 90 tuổi và Klaus Hasselmann, 89 tuổi đã “đặt nền móng kiến thức cũng như chỉ ra những tác động của con người đến vấn đề khí hậu Trái Đất”. Từ những năm 1960, ông Manabe đã chứng minh rằng, sự gia tăng khí CO2 trong khí quyển sẽ làm tăng nhiệt độ trên bề mặt Trái Đất, đồng thời khám phá ra mối tương tác giữa cân bằng bức xạ và sự dịch chuyển dọc của các khối khí. Từ đó, ông Manabe đã đặt nền tảng cho các mô hình khí hậu hiện tại.

Khoảng một thập kỷ sau đó, ông Hasselmann đã tạo ra một mô hình liên kết thời tiết và khí hậu, giúp lý giải tại sao các mô hình khí hậu vẫn ‘đáng tin cậy’ cho dù thời tiết vẫn hỗn loạn và thay đổi liên tục. Ông cũng đã phát triển các cách để tìm kiếm những dấu hiệu cụ thể về ảnh hưởng của con người lên khí hậu toàn cầu.

Trong khi đó giáo sư Giorgio Parisi, 73 tuổi, được vinh danh nhờ những đóng góp mang tính đột phá cho lý thuyết vật liệu hỗn độn và các quá trình ngẫu nhiên. Ông Parisi “đã xây dựng một mô hình toán học và vật lý sâu sắc” giúp lý giải các hệ thống phức tạp trong các lĩnh vực khác nhau như toán học, sinh học, khoa học thần kinh và máy móc.

Công việc của ông ban đầu tập trung vào thủy tinh spin, một loại hợp kim kim loại mà trong đó, các nguyên tử được sắp xếp theo cách thay đổi tính chất từ ​​tính của vật liệu theo những cách ngẫu nhiên khiến các nhà khoa học bối rối. Ông Parisi đã có thể khám phá ra các mô hình ẩn giải thích hành vi này cùng với các lý thuyết có thể được áp dụng cho các lĩnh vực nghiên cứu khác.

Trong nghiên cứu của mình, các nhà vật lý đã sử dụng toán học phức tạp để giải thích và dự đoán những vấn đề giống như các lực hỗn loạn của tự nhiên trong các mô phỏng máy tính, được gọi là mô hình hóa. Mô hình đó đã mang lại cho các nhà khoa học sự hiểu biết vững chắc về những lực đó đến mức họ có thể dự đoán chính xác thời tiết trong một tuần và cảnh báo về khí hậu trước nhiều thập kỷ.

Một số người, những người không phải nhà khoa học đã từng tấn công và chế nhạo mô hình này, nhưng không ngờ rằng đây chính là chìa khóa để thế giới giải quyết một trong những vấn đề lớn nhất hiện nay: biến đổi khí hậu.

Theo nhà khoa học khí hậu người Đức và nhà mô hình Stefan Rahmstorf: “Các mô hình khí hậu dựa trên vật lý giúp dự đoán số lượng và tốc độ của hiện tượng ấm lên toàn cầu, bao gồm một số hậu quả như biển động, lượng mưa cực đoan gia tăng và bão mạnh nhiều thập kỷ trước khi chúng có thể được quan sát thấy. Klaus Hasselmann và Suki Manabe là những người tiên phong trong lĩnh vực này và là hình mẫu cho cá nhân tôi.”

Ông Rahmstorf nhấn mạnh: “Chúng ta đang chứng kiến ​​những dự đoán ban đầu của họ lần lượt trở thành sự thật.”

Giải thưởng Nobel danh giá đi kèm với huy chương vàng và 10 triệu kronor Thụy Điển (tương đương khoảng hơn 1,14 triệu USD). Số tiền thưởng đến từ một di chúc được để lại bởi chính người tạo ra giải thưởng, nhà phát minh người Thụy Điển Alfred Nobel, người đã qua đời vào năm 1895.