Kompleksne nagrade
Po štirih letih znanstvena redakcija ponovno komentira razdeljevanje deleža obresti, ki jih letno sproducira investicijska strategija upraviteljev zapuščine zloglasnega švedskega prekupčevalca dinamita. Če je takrat v svojem prispevku Zarja Muršič prevprašala smiselnost forme nagrajevanja posameznih predvsem znanstvenikov in redkih znanstvenic za individualna odkritja, želimo tokrat švedske akademike v velikem obratu pohvaliti za inovativno Nobelovo nagrado iz fizike.
Ob splošni pretirani zastopanosti oznanitve tega odličja v medijih takoj dodajamo naslednjo preambulo: cehovske nagrade moramo razumeti bolj kot odraz sprememb v samopodobi disciplin kot pa splošen status napredka znanosti. Ilustrativen primer tega je ravno letošnja nagrada za fiziko. Nagrado sta dobili dve do sedaj spregledani in neprestižni področji – klimatologija in statistična fizika – pod skupnim geslom obvladovanje kompleksnih fizikalnih sistemov. Spregledani ne zato, ker na tem področju do sedaj ne bi bilo napredka, temveč ker objektivne okoliščine niso še nikdar tako kot zdaj zahtevale tovrstne znanosti. Kvantifikacija podnebnih sprememb je tako v prime time-u v istem letu kot alarmantno poročilo Mednarodnega odbora za podnebne spremembe, kompleksnost in neurejenost pa sočasno z izmuzljivostjo pandemije.
V preostanku znanstvenega komentarja se osredotočamo na del nagrade, ki je bila podeljena Giorgiu Parisiju, med drugim za rešitev problema spinskega stekla. Ta se je skozi čas izkazala za izjemno plodno, steklavost pa je kot paradigmatska lastnost kompleksnih sistemov, kot jo je identificiral Philip Anderson v kolumni iz leta 1989, našla vrednost v navidez nepovezanih področjih.
Kompleksnost, ključno besedo letošnje nagrade, lahko razumemo kot presežek izbire, ki jo ima na voljo fizikalni sistem več delcev. Manj znana, tretja znanstvena revolucija z začetka dvajsetega stoletja – formulacija statistične fizike – je uveljavila emergentno naravo lastnosti makroskopske snovi: relativno enostavne interakcije med delci lahko vodijo v enostavno ali kompleksno urejene faze snovi. V urejeni fazi snov lahko pridobi lastnosti, ki jih težko napovemo zgolj na podlagi poznavanja njenih gradnikov. Ta pojav poznamo pod geslom spontani zlom simetrije in predvideva obstoj majhnega števila tako imenovanih ureditvenih parametrov, s katerimi lahko opišemo snov v matematično precizni termodinamski limiti. Izkaže se še, da je lahko za zelo različne mikroskopske modele značilno enako makroskopsko obnašanje. To povzema koncept univerzalnostnega razreda.
V problemu spinskega stekla pa opazimo zanimiv obrat krilatice red iz nereda: težnja mikroskopskih gradnikov po urejenosti v prisotnosti frustracije ali nereda generira eksponentno število globalnih konfiguracij sistema z le malo različnimi energijami, ki pa so si lahko zelo malo podobne. Ta presežek izbire in entropijska bariera med konfiguracijami s podobno energijo tako vodita v emergentni nered in sta nekaj desetletij predstavljala izjemno trd oreh za statistično fiziko.
Rešitev, ki jo je s sodelavci razvil Giorgio Parisi, je bila v triku – mišljenju umetnih kopij oziroma replik sistema, vsaka izmed katerih uresniči eno možnost nereda. V prostoru replik pa se na glavo obrne še ena stalnica statistične fizike: prav vsaka replika zlomi simetrijo glede na original. Število ureditvenih parametrov, kot je Parisi ugotovil leta 1979, tako z le nekaj naraste na neskončno.
Za izjavo o letošnji Nobelovi nagradi za fiziko smo prosili profesorja Tomaža Prosena s Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani. Najprej smo ga vprašali o nagrajencu Parisiju.
Geslo kompleksnosti pa se na posebno primeren način priklada tudi disciplini dobitnici.
Kakšen pa je splošen vtis o nagradi in njeni pravočasnosti?
Uredniški izbor
Napovedi
Prikaži Komentarje
Komentiraj