Nobelprijs voor Natuurkunde gaat onder meer naar grondleggers van klimaatonderzoek

Complexe systemen zijn overal om ons heen. Onze economie, ecosystemen in de natuur, het menselijke lichaam, ... het zijn slechts enkele voorbeelden. Een complex systeem bestaat uit heel wat onderdelen die elkaar beïnvloeden. Dat zorgt voor wanorde en willekeur, waardoor ze vaak moeilijk te begrijpen zijn. 

Daar brachten de Nobelprijs laureaten van dit jaar verandering in. Ze ontwikkelden nieuwe methoden om complexe systemen te beschrijven en hun gedrag op lange termijn ook te voorspellen. “De laureaten van dit jaar hebben er allemaal toe bijgedragen dat we meer inzicht kregen in de eigenschappen en de evolutie van complexe fysieke systemen”, aldus Thors Hans Hansson, voorzitter van het Nobelcomité voor Natuurkunde.

Een complex systeem dat van vitaal belang is voor de mensheid is het klimaat op aarde. Twee van de 3 laureaten ondekten nieuwe manieren om het klimaat te modeleren en de klimaatsverandering betrouwbaar te voorspellen. Dr. Syokuro Manabe, meteoroloog aan de Universiteit van Princeton in de Verenigde Staten, ontwikkelde in de jaren 60 fysische modellen van het klimaat op aarde. Daarmee legde hij de basis voor de ontwikkeling van de huidige klimaatmodellen. Hij toonde onder meer aan dat een stijging van koolstofdioxide in de atmosfeer leidt tot een verhoging van de temperatuur aan het aardoppervlak. 

Een decennium later ontwikkelde Klaus Hasselmann, professor aan het  Max Planck Instituut voor Meteorologie in Duitsland, een nieuw model dat het klimaat aan het weer linkt. Zo bevestigde hij dat klimaatmodellen betrouwbaar zijn, ondanks dat het weer soms chaotisch en veranderlijk is. Hij creëerde ook methodes waardoor we specifieke patronen in het klimaat kunnen linken aan natuurlijke fenomenen of menselijke activiteiten. Deze methoden zijn bijvoorbeeld ingezet om de menselijke uitstoot van koolstofdioxide te linken aan de stijging van de temperatuur in onze atmosfeer.

Samen hebben ze dus een stevige natuurkundige basis gebouwd voor ons begrip van het klimaat hier op aarde. We kunnen niet langer zeggen dat we het ‘niet wisten’ - de klimaatmodellen zijn ondubbelzinnig. Is de aarde aan het opwarmen? Ja. Is de oorzaak de toegenomen hoeveelheden broeikasgassen in de atmosfeer? Ja? Kan dit uitsluitend door natuurlijke factoren worden verklaard? Nee. Zijn de emissies van de mensheid de reden voor de stijgende temperatuur? Ja. Dankzij dit duo en alle wetenschappers die in hun voetsporen volgden weten we het antwoord op deze vragen.

De tweede helft van de Nobelprijs voor Natuurkunde ging naar Giorgio Parisi, professor aan de Universiteit van Sapienza in Italië. In de jaren 80 toonde de theoretische fysicus met verschillende ontdekkingen aan dat schijnbaar willekeurige verschijnselen helemaal niet zo willekeurig blijken te zijn. Parisi heeft tijdens zijn loopbaan heel wat fenomenen bestudeerd waarin willekeurige processen een beslissende rol spelen in hoe bepaalde structuren tot stand komen en hoe ze zich ontwikkelen. Hij zocht naar antwoorden op vragen als: Waarom hebben we periodiek terugkerende ijstijden of hoe ontstaan ​​de betoverende patronen in een zwerm van duizenden spreeuwen? Maar de basis was altijd hetzelfde: Hoe geeft eenvoudig gedrag aanleiding tot complex collectief gedrag?

Zijn bijdragen behoren tot de belangrijkste in het veld van complexe systemen. Ze zorgden er niet enkel voor dat fenomenen in de natuurkunde konden beschreven en verklaard worden maar ook in verschillende andere takken van de wetenschap zoals de wiskunde, biologie, neurowetenschappen en AI. 

Op 27 november 1895 tekende Alfred Nobel zijn testament waarmee het grootste deel van zijn fortuin aan een reeks prijzen, de Nobelprijzen, schonk. Een deel was gewijd aan “de persoon die de belangrijkste ontdekking of uitvinding op het gebied van de natuurkunde zal hebben gedaan”.  

Al 115 Nobelprijzen werden er uitgereikt aan 219 laureaten sinds 1901. Slechts 4 van hen waren vrouwen. Ondanks dat er 219 laureaten zijn gaat het maar om 218 individuen. John Bardeen won de Nobelprijs voor Natuurkunde namelijk twee keer. De jongste laureaat is Lawrence Bragg met 25 jaar, de oudste Arthur Ashkin met 96 jaar. Bragg deelde zijn Nobelprijs met zijn vader in 1915.

De drie wetenshappers treden in de voetsporen van Albert Einstein, die exact honderd jaar geleden de Nobelprijs voor Natuurkunde ontving. Vorig jaar ging de Nobelprijs voor Natuurkunde naar Roger Penrose, Reinhard Genzel en Andrea Ghez voor hun onderzoek naar zwarte gaten. De gerenommeerde bekroning gaat gepaard met een geldprijs ter waarde van 10 miljoen Zweedse kronen (goed 980.000 euro), een unieke medaille ontworpen door Erik Lindberg, en natuurlijk heel wat eer. De geldprijs wordt hier in 2 gedeeld. Eén helft gaat naar het duo Syukuro Manabe en Klaus Hasselmann, de andere naar Giorgio Parisi.