De Nobelprijs voor de natuurkunde is naar drie wetenschappers gegaan die de langetermijnevolutie van een complex systeem zoals het klimaat probeerden te voorspellen door variabelen te modelleren:weer, menselijke acties - die wanorde binnen die systemen veroorzaken.

Wat is het verband tussen de modellering van de opwarming van de aarde, die Syukuro Manabe en Klaus Hasselmann de helft van de prijs opleverden, en het werk van de derde winnaar, Giorgio Parisi, wie richtte zich op de onderliggende wanorde van de materie?

Alle drie bestuderen ze complexe systemen:het klimaat op grote schaal of het gedrag van bepaalde materialen op oneindig kleine schaal. Van de grillige fluctuaties binnen deze systemen, de drie natuurkundigen slaagden erin om eenvoudiger gedrag en betrouwbare voorspellingen uit te plagen.

"We erkenden dat opkomende verschijnselen ons soms vereisen om naar alle individuele gecompliceerde fysieke mechanismen te kijken en ze samen te voegen om een ​​voorspelling te doen, ", zei John Wettlaufer, lid van het Nobel Natuurkundig Comité, bij de hand toen de awards dinsdag in Stockholm werden bekendgemaakt.

Klimaat "is HET complexe systeem bij uitstek, " zei Freddy Bouchet, een natuurkundige bij het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek.

Een groot aantal variabelen, met andere woorden, interactie - sfeer, oceanen, bodems, vegetatie - waardoor een betrouwbare voorspelling van meer dan een paar weken ongrijpbaar is.

Maar naast en binnen deze waarneembare chaos zijn er ook duidelijke trends die te koppelen zijn aan welomschreven oorzaken, zoals de opwarming van de aarde op de lange termijn die te wijten is aan menselijke activiteit.

Verborgen regels

"In de klimaatwetenschap de willekeurige en de systematische overlap, "zei Bouchet. "De wiskundige hulpmiddelen ontwikkeld door Klaus Hasselmann hebben het mogelijk gemaakt om de twee te scheiden om de evolutie van het klimaat beter te begrijpen."

In staat zijn om patronen te ontdekken in wat willekeurig is - het signaal in de ruis - is van fundamenteel belang voor het begrijpen van de evolutie van extreem weer zoals hittegolven, stormen en orkanen.

De modellen die zijn ontwikkeld door de Japans-Amerikaanse Syukuro Manabe zijn erin geslaagd de kenmerkende code van klimaatsubsystemen te kraken.

"Dit zijn de eerste modellen die het mogelijk maakten om het effect van de toename van koolstofdioxide van antropogene oorsprong op de opwarming van de aarde te berekenen in de kern van hedendaagse klimaatmodellen", zei Bouchet.

Giorgio Parisi, voor zijn deel, heeft een belangrijke bijdrage geleverd aan de theorie van deze complexe systemen door de verborgen regels te onthullen die ze beheersen.

"Ik begon de basis te leggen voor deze wetenschap - die aan het begin van de jaren tachtig nog niet bestond - door de natuur te bestuderen door middel van wiskunde", vertelde de Italiaanse onderzoeker eerder dit jaar aan de krant Corriere della Sera.

Het is een wetenschap die ons in staat stelt, bijvoorbeeld, om de veranderende vorm van een wolk spreeuwen tijdens de vlucht te verklaren.

Parisi leverde de wiskundige hulpmiddelen om te begrijpen hoe willekeurige processen een beslissende rol kunnen spelen bij de ontwikkeling van grote structuren, zoals die over het klimaat.

Vandaag, ze worden toegepast in de biologie, neurowetenschap en kunstmatige intelligentie.

© 2021 AFP