Klimatická změna a neuspořádanost: Nobelovu cenu za fyziku dostali vědci za pochopení komplexních systémů

Letošní Nobelova cena za fyziku byla udělena z jedné poloviny společně Syukuro Manabemu a Klausi Hasselmannovi „za fyzikální modelování zemského klimatu, kvantifikaci jeho proměnlivosti a spolehlivou předpověď globálního oteplování“ a z druhé poloviny Giorgiu Parisimu „za objev vzájemného působení neuspořádanosti a fluktuací ve fyzikálních systémech od atomárních po planetární měřítka“.

Společným jmenovatelem všech oceněných je podle komise to, že popsali do hloubky nesmírně složité procesy, které přitom mají bezprostřední vliv na lidské životy.

Jedním z takových nesmírně složitých systémů, který má pro lidstvo zásadní význam, je zemské klima. Syukuro Manabe ukázal, jak zvýšené množství oxidu uhličitého v atmosféře vede ke zvýšení teploty na povrchu Země. Už v 60. letech 20. století vedl vývoj fyzikálních modelů zemského klimatu a jako první se zabýval interakcí mezi takzvanou radiační bilancí a vertikálním přenosem vzdušných mas. Jeho práce položila základy pro vývoj současných klimatických modelů.

Vědecký redaktor Stach o Nobelových cenách za fyziku (zdroj: ČT24)

Přibližně o deset let později Klaus Hasselmann vytvořil model, který propojuje počasí a klima, a odpověděl tak na otázku, proč mohou být klimatické modely spolehlivé, přestože počasí je proměnlivé a chaotické. Vyvinul také metody pro rozpoznání specifických signálů, jakýchsi otisků prstů, které do klimatu otiskují jak přírodní jevy, tak lidská činnost. Jeho metody byly použity k prokázání, že zvýšená teplota atmosféry je způsobena lidskými emisemi oxidu uhličitého.

Kolem roku 1980 objevil Giorgio Parisi skryté vzory v neuspořádaných komplexních materiálech. Jeho objevy patří k nejvýznamnějším příspěvkům k teorii komplexních systémů. Umožňují pochopit a popsat mnoho různých a zdánlivě zcela náhodných materiálů a jevů nejen ve fyzice, ale i v dalších, velmi odlišných oblastech, jako je matematika, biologie, neurověda a strojové učení.

Studio ČT24: Vědec Pavel Zahradníček k Nobelově ceně za fyziku (zdroj: ČT24)

„Objevy, které byly letos oceněny, dokazují, že naše znalosti o klimatu stojí na pevných vědeckých základech, založených na důkladné analýze pozorování. Všichni letošní laureáti přispěli k tomu, že jsme získali hlubší vhled do vlastností a vývoje složitých fyzikálních systémů,“ uvedl Thors Hans Hansson, předseda Nobelova výboru pro fyziku.

Ti, co nevyhráli

Mezi favority letos byli i vědci, kteří pracují na výzkumech v oblasti kvantových informací, takzvaných metamateriálů či zpomalení a zastavení světla. Podle specializovaného serveru Insidescience.org měla v úterý naději na cenu trojice vědců z Francie, USA a Rakouska, kteří vedou výzkum v oblasti kvantových informací a komunikace.

Mimořádné pořady ČT24 - Nobelovy ceny za fyziku 2021 (zdroj: ČT24)

Mezi favority podle serveru byli i vědci z londýnské univerzity Imperial College a americké Dukeovy univerzity, kteří pracují na výzkumu nových druhů takzvaných metamateriálů, jež mají vlastnosti, které se v přírodě nevyskytují.

Jedinou ženou mezi favority byla dánská badatelka Lene Hauová, která na Harvardské univerzitě vede výzkum o zpomalování a zastavení světla.

Trojice vědců Carlos Frenk, Julio Navarro a Simon White pak mohla uspět díky výzkumu vzniku a rozvoje galaxií.

Nobelovu cenu za fyziku Královská švédská akademie věd uděluje od roku 1901. V posledních desetiletích cenu často dostávají skupiny dvou a více vědců. Mezi laureáty jsou dosud jen čtyři ženy. Mezi nimi byla i francouzská fyzička a chemička polského původu Marie Curieová-Sklodowská.

V loňském roce dostali ocenění britský fyzik a matematik Roger Penrose, německý astrofyzik Reinhard Genzel a americká astronomka Andrea Ghezová za výzkum, který přispěl k pochopení takzvaných černých děr.

Co bude dál

V pondělí dostali Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství američtí vědci David Julius a Ardem Patapoutian za objev receptorů teploty a hmatu. Vyhlašování Nobelových cen bude pokračovat až do pondělí. Ve středu se svět dozví letošního držitele ceny za chemii, ve čtvrtek za literaturu a v pátek za mír. V pondělí pak budou vyhlášeny ceny za ekonomii.