นักวิจัยสหรัฐฯ เยอรมนี และอิตาลี คว้าโนเบลฟิสิกส์ หลังไขความลับระบบภูมิอากาศโลก

นักวิทยาศาสตร์ 3 คน จากสหรัฐฯ เยอรมนี และอิตาลี คว้ารางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2021 ไปครอง จากผลงานการวิเคราะห์และให้คำอธิบายต่อปรากฏการณ์หลากหลายแบบ ที่ล้วนแต่เป็นส่วนหนึ่งของ "ระบบทางกายภาพที่ซับซ้อน" (Complex Physical Systems - CPS) อย่างเช่นระบบความสัมพันธ์ของปัจจัยต่าง ๆ ที่ก่อให้เกิดความเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศโลก

ศาสตราจารย์ ชูคุโระ มานาเบะ นักวิจัยชาวอเมริกันเชื้อสายญี่ปุ่นจากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันของสหรัฐฯ พิชิตรางวัลโนเบลด้วยการค้นพบของเขาในช่วงทศวรรษ 1960 ซึ่งชี้ว่าการเพิ่มขึ้นของระดับคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศ นำไปสู่การที่อุณหภูมิพื้นผิวโลกไต่ระดับสูงขึ้นไปด้วย โดยปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้น 2 เท่า จะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกเพิ่มขึ้นอีก 2 องศาเซลเซียส

ในอีกราวสิบปีต่อมา ศาสตราจารย์ เคลาส์ ฮาสเซิลมานน์ นักฟิสิกส์จากสถาบันมักซ์พลังก์เพื่อการศึกษาด้านอุตุนิยมวิทยา (MPI-M) ของเยอรมนี ได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สามารถเชื่อมโยงข้อมูลสภาพอากาศ (weather) และความเปลี่ยนแปลงของภูมิอากาศ (climate) เข้าด้วยกันได้ ซึ่งช่วยตอบคำถามว่า เหตุใดแบบจำลองภูมิอากาศสามารถทำนายถึงแนวโน้มระยะยาวของลมฟ้าอากาศได้แม่นยำ แม้ข้อมูลสภาพอากาศในระยะสั้นจะแปรปรวนผันเปลี่ยนอยู่ตลอดเวลาก็ตาม

การค้นพบของศ. มานาเบะ และศ. ฮาสเซิลมานน์ ช่วยไขความกระจ่างในเรื่องของระบบภูมิอากาศโลก ซึ่งจัดเป็นระบบทางกายภาพที่ซับซ้อน ทั้งยังนำไปสู่การสร้างแบบจำลองที่ช่วยทำนายได้ว่า การเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศจะส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั่วโลกอย่างไร

ส่วนผู้ที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์อีกคนหนึ่งในปีนี้ ได้แก่ศาสตราจารย์ จอร์จิโอ ปาริซี ผู้เชี่ยวชาญทฤษฏีสนามควอนตัมจากมหาวิทยาลัยซาเปียนซาแห่งกรุงโรมของอิตาลี โดยคณะกรรมการผู้ตัดสินรางวัลโนเบลในปีนี้ กล่าวถึงผลงานของเขาว่า "เป็นการค้นพบปฏิสัมพันธ์ระหว่างความยุ่งเหยิงไร้ระเบียบ (disorder) กับความผกผันเปลี่ยนแปลง(fluctuation) ในระบบทางกายภาพ ทั้งในระดับที่เล็กจิ๋วอย่างอะตอม ไปจนถึงระดับใหญ่ยักษ์อย่างดวงดาวต่าง ๆ"

คำอธิบายของ ศ. ปาริซี ถึงระบบทางกายภาพที่ซับซ้อนในเชิงควอนตัมดังกล่าว สามารถนำไปประยุกต์ใช้ได้ในหลายแนวทาง ทั้งกับการคำนวณคณิตศาสตร์ขั้นสูง การเรียนรู้ของเครื่องกลปัญญาประดิษฐ์ รวมทั้งการพัฒนางานวิจัยทางชีววิทยาและประสาทวิทยา

ศ. ปาริซี จะได้รับส่วนแบ่งครึ่งหนึ่งจากเงินรางวัลทั้งหมด 10 ล้านโครนสวีเดน ในขณะที่ ศ. มานาเบะ และศ. ฮาสเซิลมานน์ จะได้รับเงินรางวัลไปคนละหนึ่งในสี่จากจำนวนดังกล่าว