Mô hình lý giải hệ thống phức tạp đoạt Nobel Vật lý

Giải thưởng cho 3 người

Giải Nobel Vật lý danh giá năm 2021 với phần thưởng 10 triệu krona (26 tỉ đồng) được chia làm 2 phần. Nửa đầu tiên trao cho 2 nhà khoa học Syukuro Manabe (90 tuổi) tại Đại học Princeton (Mỹ) và Klaus Hasselmann (90 tuổi) tại Viện Khí tượng học Max Planck ở Hamburg (Đức) nhờ tạo ra mô hình vật lý của khí hậu trái đất, định lượng sự biến đổi và dự báo đáng tin cậy về sự ấm lên toàn cầu. Mô hình của 2 nhà khoa học đã được sử dụng để chứng minh rằng nhiệt độ khí quyển tăng lên do việc phát thải CO₂ của con người.

Nửa còn lại được trao cho nhà khoa học Giorgio Parisi (73 tuổi) tại Đại học Sapienza Rome (Ý) vì đã khám phá sự tác động lẫn nhau của sự hỗn loạn và dao động trong các hệ thống vật lý từ quy mô nguyên tử cho đến quy mô hành tinh. Những khám phá của ông Parisi được cho là nằm trong những đóng góp quan trọng nhất cho lý thuyết về các hệ thống phức tạp.

“Các hệ thống phức tạp có đặc tính ngẫu nhiên, hỗn loạn và khó hiểu được. Giải thưởng năm nay công nhận những phương pháp mới giúp miêu tả các hệ thống đó và dự báo hành vi lâu dài của chúng”, theo thông cáo của Viện Khoa học Hoàng gia Thụy Điển.

Buổi công bố giải Nobel Vật lý 2021 tại Stockholm, Thụy Điển

Reuters

Những phát hiện nền tảng

Năm ngoái, giải Nobel Vật lý được trao cho các nhà khoa học Roger Penrose (Anh), Reinhard Genzel (Đức) và Andrea Ghez (Mỹ) nhờ các công trình nghiên cứu giúp hé lộ manh mối về hố đen, cũng như sự phát hiện siêu hố đen ở trung tâm dải ngân hà.

Một trong những hệ thống phức tạp có tầm quan trọng thiết yếu đối với nhân loại là khí hậu. Ông Manabe đã chứng minh quá trình gia tăng nồng độ CO₂ trong khí quyển dẫn đến gia tăng nhiệt độ bề mặt trái đất. Vào thập niên 1960, ông dẫn đầu nhóm nghiên cứu phát triển mô hình vật lý của khí hậu trái đất và là người đầu tiên khám phá sự tương tác giữa độ cân bằng bức xạ và việc vận chuyển khối lượng không khí theo chiều thẳng đứng. Nỗ lực của ông đặt nền tảng cho sự phát triển của các mô hình khí hậu hiện nay.

Khoảng 10 năm sau đó, ông Hasselmann tạo ra mô hình liên kết thời tiết và khí hậu, giúp mang lại sự tin tưởng cho các mô hình khí hậu, dù thời tiết luôn thay đổi. Nhà khoa học Đức cũng phát triển những phương pháp giúp xác định những tín hiệu riêng biệt mà hiện tượng tự nhiên và hoạt động của con người gây ảnh hưởng đến khí hậu. Chính những phương pháp này đã giúp chứng minh rằng nhiệt độ khí quyển tăng lên là do con người phát thải CO₂.

Đến thập niên 1980, ông Parisi phát hiện ra các “quy luật ẩn giấu” trong cách chuyển động ngẫu nhiên và hỗn loạn của những vật chất phức tạp như khí gas hay chất lỏng, theo Reuters. Những phát hiện của ông giúp hiểu thêm và mô tả được nhiều vật chất và hiện tượng ngẫu nhiên không chỉ trong vật lý mà còn trong các lĩnh vực khác như toán, sinh học, khoa học thần kinh.

Chủ tịch Ủy ban Nobel Vật lý Thors Hans Hansson phát biểu: “Những phát hiện được công nhận năm nay chứng minh rằng kiến thức của chúng ta về khí hậu dựa trên một nền tảng khoa học vững chắc và sự phân tích chặt chẽ những điều quan sát được”.