Вызов разуму: Нобелевскую премию по физике присудили за изучение сложности
Три физика из разных стран получили Нобелевскую премию «за новаторский вклад в наше понимание сложных физических систем». Столь разные явления, как климат Земли и магнитные свойства экзотических сплавов, объединяет одно — сложное взаимодействие порядка и хаоса, бросающее вызов нашей способности познавать мир. Лауреаты приняли этот вызов — и блестяще справились с ним
5 октября были объявлены имена лауреатов Нобелевской премии по физике в 2021 году. Половину призовой суммы в 10 млн шведских крон (около $1,14 млн) разделят между собой американский ученый японского происхождения Сюкуро Манабе и германский исследователь Клаус Хассельман. Согласно официальной формулировке, они удостоены награды за физическое моделирование климата Земли, количественную оценку его изменчивости и надежное прогнозирование глобального потепления. Вторая половина премии достанется итальянскому физику Джорджо Паризи за открытие взаимодействия беспорядка и флуктуаций в физических системах от атомных до планетарных масштабов.
Погода в доме
Сегодня практически все профессиональные климатологи согласны с тем, что на планете идет глобальное потепление, и причина его — выбросы углекислого газа из-за сжигания ископаемого топлива. Но путь к этому знанию был долгим и трудным. Климат — сложная система с множеством влияющих друг на друга факторов. Моделировать его очень непросто. Сюкуро Манабе — один из пионеров этих исследований.
В начале 1960-х годов Манабе разработал модель, которая связывала количество солнечных лучей с конвекцией в атмосфере Земли. Что это такое? Воздух очень прозрачен, поэтому солнечные лучи проходят сквозь него, практически не нагревая. Зато они нагревают поверхность земли, а уж от контакта с ней нагреваются воздушные массы. Теплый воздух легче холодного, и поэтому поднимается вверх, вытесняя с большой высоты прохладный воздух. Тот опускается к поверхности земли и в свою очередь нагревается от нее. В то же время ранее нагретый воздух, поднявшийся высоко над землей, успевает остыть. Получается круговорот, в котором воздушные массы движутся вверх и вниз. Он и называется конвекцией.