English
Swedish

Presentationstal av Professor Thors Hans Hansson, ledamot av Kungliga Vetenskapsakademien, ordförande i Nobelkommittén för fysik, 10 december 2021

Eders Majestäter, Eders Kungliga Högheter, Ärade Pristagare, Kollegor i det internationella vetenskapssamhället, Mina Damer och Herrar

Sir Charles Frank sa en gång: ”Fysik handlar inte bara om tingens natur, men om sambanden mellan tingens alla naturer”, något som fångar essensen i de arbeten för vilka årets pristagare belönas.

Från fluktuationer inuti atomer till turbulens i atmosfärer finns en myriad av emergenta egenskaper som vi inte kan förutsäga innan vi till fullo accepterat vår okunskap vad gäller banorna hos de enskilda beståndsdelarna. För att beskriva det kollektiva krävs istället en systematisk förståelse för den gobeläng av centrala processer som verkar på alla olika tids- och längdskalor. För att väva en sådan gobeläng krävs djup fysikalisk insikt, matematisk och beräkningsteknisk excellens, en stor förmåga att se analogier och använda liknelser, och framförallt uthållighet.

Fourier lade grunden för klimatteorin 1824 genom att hänvisa till den ”mörka värme”, eller med modern termologi det infraröda ljus, som strålar ut från jorden. Sakta började sedan trådar av grundläggande fysik, från spektroskopi till termodynamik, och från strålningsöverföring till turbulens, att vävas in i gobelängen. Det tog 70 år innan Arrhenius presenterade den första analysen av koldioxidens betydelse för temperaturen vid jordytan, och ytterligare 70 år, två världskrig och en datorrevolution, innan Syukuro Manabe hade färdigställt den gobeläng som är grunden för alla moderna klimatmodeller.

Edward Lorenz introducerade vetenskapsvärlden till kaos. Han visade att fastän väderprognoser bara kan göras för en antal dagar, så skrider klimatet stadigt fram – månad för månad, år för år. I analogi med Einsteins teori för Brownsk rörelse, där pollenkorn sakta kan förflyttas över långa avstånd genom snabba kollisioner med vattenmolekylerna, argumenterade Klaus Hasselmann att vädret är som vattenmolekylerna och klimatet som pollenkornen. På så sätt byggde han in fluktuationer i klimatförutsägelserna. Han tog sedan analogin vidare och utvecklade ett ramverk för att kvantitativt kunna skilja verkliga klimatförändringar från naturligt brus.

Tillsammans utgör Manabes och Hasselmanns arbeten basen för fysikalisk modellering av jordens klimat, kvantitativ analys av variationer och tillförlitlig förutsägelse av global uppvärmning.

En person som ligger stilla i sin säng befinner sig i sitt lägsta energitillstånd. Ta bort sängen, då är det lägsta tillståndet på golvet. Ta bort golvet, då ligger hen på marken och om inget helt oväntat händer så är det stopp här. Men det finns fysikaliska system som aldrig helt kommer till ro. Det är som om personen i fråga kunde befinna sig i en oändlig mängd nästan identiska sängar, men det är bara en där hen kan vila helt lugnt – en förvisso frustrerande situation!

För att tillverka glas smälter man sand och kyler sen snabbt ner smältan. I jämvikt skulle den återigen bli ogenomskinlig, men den fastnar i ett av många snarlika och kortlivade tillstånd. Det stelnande glaset blir för alltid frustrerat. För att kunna göra några förutsägelser om vad som händer i sådana här glasartade material gjorde Parisi oordningen till en dygd, och utvecklade en beskrivning i termer av många repliker vilkas energier kunde beskrivas likt familjer i ett släktträd.

Energilandskap som dessa finner man inte bara i vanliga glaser, utan också i deras magnetiska motsvarigheter, de så kallade spinnglasen, i granulära material, i vissa typer av laserljus och i många andra system. Giorgio Parisis förutsägelser är så generella att de beskriver ett brett spektrum av komplexa oordnade system.

Dr Manabe, Professor Hasselmann and Professor Parisi, you have been awarded the 2021 Nobel Prize in Physics for groundbreaking contributions to our understanding of complex physical systems. It is an honor and a privilege to convey to you, on behalf of the Royal Swedish Academy of Sciences, our warmest congratulations.

Copyright © The Nobel Foundation 2021