Двум из трех лауреатов Нобелевской премии по физике 2021 года – Сюкуро Манабэ и Клаусу Хассельману – по 90 лет. Присуждение премии "патриархам" изучения климата напоминает миру о том, что изменение климата – это не политический слоган: серьезные ученые знают и говорят о нем уже более полувека.
По традиции результаты Нобелевской премии по физики объявляются не только по-шведски и по-английски, а еще на трех языках: немецком, французском и русском. Поэтому места для интерпретаций при переводе нет – Нобелевскую премию по физике 2021 года получили:
- (половина приза) Сюкуро Манабэ и Клаус Хассельман за физическое моделирование климата Земли, количественный анализ вариаций и надежный прогноз глобального потепления;
- (вторая половина приза) Джорджо Паризи за открытие того, как беспорядок и флуктуации взаимодействуют в физических системах от атомных до планетарных размеров.
Рассказываем о вкладе каждого из них и о том, почему именно сейчас Нобелевский комитет решил напомнить, что изменение климата – это не политика, а наука.
Сюкуро Манабэ. Самая влиятельная работа в истории
Сюкуро Манабэ родился в Японии, но переехал в США заниматься наукой сразу после кандидатской. Еще в 60-е годы XX века он впервые показал, как растущее содержание углекислого газа в атмосфере ведет к росту температуры у поверхности Земли. Для этого Манабэ разработал физические модели климата Земли – он был первым, кто связал вертикальный перенос воздушных масс с балансом солнечного излучения. Его работа легла в основу современных климатических моделей, но сама она отличалась миниатюрным изяществом. Сейчас в модели климата можно заложить гигантское количество параметров, их обсчитывают гигантские сверхмощные суперкомпьютеры, но что было в 60-е годы? Чтоб сделать задачу моделирования посильной, Манабэ фактически оставил только один параметр – высоту столба воздуха – и все равно получил осмысленный правильный результат.
Сюкуро Манабэ у себя дома в Принстоне, штат Нью-Джерси, 5 октября 2021 года. Фото: Reuters
"Сюкуро Манабэ – настоящий "патриарх" современной климатической науки, он стоял у истоков климатического моделирования в те времена, когда только появился язык программирования Fortran. Статья Манабэ и его покойного соавтора Ричарда Везеролда 1967 года с результатами первых попыток такого моделирования до сих пор считается самой влиятельной работой по теме климата в истории", – говорит Ольга Добровидова, научный журналист, президент Ассоциации коммуникаторов в сфере образования и науки (АКСОН) и один из ветеранов климатической журналистики в России.
Клаус Хассельман. Климат, погода и влияние человека
Клаус Хассельман родился в Гамбурге и строил свою научную карьеру практически не покидая родного города, где он в итоге стал директором института. Через десять лет после прорывной работы Манабэ он создал модель, которая связывает климат и погоду (никогда не следует путать эти два понятия!) – и так показал, что климатические модели могут быть надежными, хотя погода как феномен изменчива и хаотична.
"Клаус Хассельман, суперзвезда не меньшего масштаба, помимо прочего, показал, как можно детектировать антропогенный сигнал в климатических данных. Когда в 2013 году МГЭИК (Межправительственная группа экспертов по изменению климата), лауреаты Нобелевской премии мира, написали, что "крайне вероятно", что влияние человека было доминирующим фактором наблюдаемого с середины XX века потепления, они опирались на десятилетия исследований, дорогу которым открыл Хассельман", – напоминает Добровидова.
Клаус Хассельман поднимает бокал шампанского на встрече с коллегами и журналистами после объявления его лауреатом Нобелевской премии, 5 октября 2021 года. Фото: Reuters
С фундаментальной научной ролью работ Хассельмана согласен и математик Константин Кноп из проекта Euclidea.xyz.
"Сегодня изучение климата – это уже огромная научная область, но полвека назад это еще было не так. Мне кажется, что климатологи тогда были узкой кастой ученых, которые "варились в своем" и были мало знакомы с работами людей не из этой касты. Хассельман потому и сделал там прорывные вещи, что не был человеком изнутри: он получил хорошее общее теорфизическое образование и фактически пришел в эту песочницу из "большой науки", – объясняет он.
Джорджо Паризи. Закономерное в сложном
Третий лауреат – Джорджо Паризи – стоит в ряду лауреатов особняком. Он намного моложе и до сих пор играет заметную роль в итальянской науке (73 года по меркам Италии – не пенсия, а профессиональная зрелость). Отмеченные премией его работы относятся к началу 80-х годов: ему удалось найти закономерности в поведении неупорядоченных сложных материалов. Если говорить шире, его открытия легли в основу теории сложных систем вообще. Сложная система, выражаясь простым языком, – это система, которая состоит из множества взаимодействующих составляющих таким образом, что она приобретает новые свойства, не сводящиеся к сумме свойств ее составляющих. В работе Паризи как никогда видна верность утверждения о том, что физика – это наука обо всем. Уравнения Паризи описывают рост поверхностей, кружение стай птиц, движение элементарных частиц. Результаты его работы применяются в математике, физике, биологии, нейронауках, машинном обучении.
Джорджо Паризи после объявления его лауреатом Нобелевской премии, 5 октября 2021 года. Фото: Reuters
А что же между ними общего? Именно сложность и умение описать ее. Ведь климат Земли и есть сложная система, и ключ к ее пониманию – умение увидеть упорядоченность в видимой хаотичности погоды. Еще одно принципиально важное и непростое свойство сложных систем – то, что совсем небольшое изменение одного из параметров может привести к огромным общим сдвигам во всей системе (напоминаем определение: свойства системы не равняются сумме свойств ее частей). В этом описании вы уже наверняка узнали углекислый газ – совсем небольшое изменение его содержания оказывает огромное влияние на климат Земли в целом. И подтверждают это не слова кого-то из мировых лидеров или шведской девочки, а сложная физика, которой полвека от роду.
"Мы предупреждаем о рисках уже лет пятьдесят". Почему премии пришлось ждать так долго
"Мы предупреждаем о рисках изменения климата уже лет пятьдесят", – сказал Клаус Хассельман, отвечая на вопросы Нобелевского комитета сразу после оглашения имен лауреатов.
Большую роль этой премии в поддержании авторитета климатической науки видит и Александр Чернокульский, старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени Обухова РАН, климатолог и один из самых авторитетных публичных экспертов в сфере климата в России.
"Нобелевская премия мира, присужденная в МГЭИК в 2007 году, – это все же больше политическая история. Нобелевская премия по экономике 2018 года Нордхаусу климат зацепила по касательной. И вот, наконец, в 2021 году заслуженная нобелевская премия по физике присуждена Сюкуро Манабэ и Клаусу Хасельману. Это вам уже не "консенсус в 97%", это настоящее признание физики климата всем научным сообществом. Кстати, именно Хассельман в 1991 году первым использовал словосочетание "климатический кризис", а не Guardian и прочие десятки лет спустя", – напоминает он.
Эксперты полагают, что как раз присуждение премии мира в 2007-м могло сыграть с учеными, в центре работ которых изучение климата, злую шутку. Возникло ощущение, что изменение климата – это какая-то политика, а не наука. Понадобилось более десяти лет – и эти изменения стали уже видимыми и очевидными для всех, после чего и научное сообщество наконец полноценно признало заслуги людей, которые предсказали происходящее более полувека назад.
Ситуация с премированием Манабэ, Хассельмана и Паризи в чем-то походит на историю Роберта Эдвардса, британского физиолога, создателя технологии ЭКО (экстракорпорального оплодотворения). Он сделал свое открытие еще в 1950-е, но политические причины (а именно религиозная оппозиция) не давали состояться научному признанию. Оно случилось только тогда, когда у первых ЭКО-детей уже родились и выросли свои, самые обычные дети. А Эдвардс к тому времени был уже настолько пожилым человеком и так слаб здоровьем, что непонятно, мог ли он вообще осознать то, что он стал нобелевским лауреатом. Но Эдвардс хотя бы был жив – до сегодняшнего климатического Нобеля не дожил, например, соавтор Манабэ Ричард Везеролд.
"Сейчас часто можно услышать, что изменение климата из плоскости науки окончательно перешло в плоскость экономики и политики. Тем уместнее это вежливое напоминание от Нобелевского комитета, что в основе наших представлений о нем – полвека фундаментальной физики сложных систем", – подытоживает Ольга Добровидова.
Сумма Нобелевской премии, которую лауреаты разделят на три неравные части – по четверти Манабэ и Хассельману и половину Паризи, – составляет 10 млн шведских крон (примерно $1,1 млн). Церемония награждения пройдет на традиционном мероприятии в Стокгольме.