Giorgio Parisi: Nobelprisvinneren hvis komplekse interesser strekker seg fra spinnbriller til stær – Physics World

Giorgio Parisi: Nobelprisvinneren hvis komplekse interesser strekker seg fra spinnbriller til stær – Physics World

Tidsstempel: 2. august 2023 kl.6: 00

Philip Ball anmeldelser In a Flight of Starlings: the Wonder of Complex Systems av Giorgio Parisi (oversatt av Simon Carnell)

stor flokk stær
Universell innsikt Giorgio Parisis arbeid fokuserer på det faktum at mange komplekse systemer – det være seg flokker av stær eller grupper av magnetiske atomer i et spinnglass – deler den samme underliggende fysikken. (Med tillatelse: iStock/AGD Beukhof)

Når Giorgio Parisi Ble tildelt 2021 Nobelprisen i fysikk sammen Klaus Hasselmann og Syukuro Manabe, stod nyhetsreportere overfor en utfordring. Hvordan pokker skulle de forstå, enn si forklare, hva han hadde vunnet den for? Problemene som Hasselmann og Manabe tok tak i, berørte i det minste en sak alle kjente til: klimaendringer. Men Parisis spesialitet – spinn briller og topologisk frustrasjon – virket like esoterisk som det var forvirrende. Så det var det, i noen av de påfølgende pressekonferanser, fant Parisi at han gjorde sitt beste for å stille spørsmål om klima, i stedet for sitt eget arbeid.

Forfatterens nye bok – In a Flight of Starlings: the Wonder of Complex Systems – kan sees på som et forsøk på å rette opp denne ubalansen. I løpet av bare 120 sider forsøker Parisi å forklare i lekre ord hva det er som ga ham en slik anerkjennelse, som journalister som dekket Nobelprisen hans forsøkte å feie under et teppe som på en modig måte ble betegnet som "kompleksitet".

Boken oppnår betydelig sjarm og tilgjengelighet med sin akutte innsikt i dydene og omskiftelsene ved å drive vitenskap, kun ledet av nysgjerrighet

Lykkes han? Egentlig ikke, men ikke la deg skremme. Dette lille volumet er kanskje ikke et paradigme for vitenskapskommunikasjon, men det oppnår ikke desto mindre betydelig sjarm og tilgjengelighet med sin akutte innsikt i dydene og omskiftelsene ved å drive med vitenskap, kun ledet av nysgjerrighet.

Jeg så en gang Parisi holde en plenumsforelesning på et statistisk-fysikkmøte i Paris på begynnelsen av 1990-tallet, og jeg klarte ikke å fjerne det minnet fra tankene mine da jeg leste de kjipere delene av denne boken. Parisis foredrag ble kastet for vinden om at et plenumsforelesning skulle snakke til et bredt publikum, og fortettet til en tett og dypt frustrert tilstand, som han holdt med halvlukkede øyne på en måte som samtidig formidlet en rørende tro på kunnskapen om hans publikum og et brennende ønske (eller så det virket for meg) om at vitenskapelig glans ikke påla slike forpliktelser til å innta scenen. Jeg har lært at denne opplevelsen av Parisi i aksjon ikke var uvanlig.

Jeg mistenker at denne boken, delvis satt sammen av tidligere publiserte essays, ble oppmuntret av forlaget med den begrunnelse at nobelprisvinnere blir offentlige personer med plikt til å fortelle historiene sine. Men det er sikkert mer enn det. Parisi viser en genuin bekymring for at forskere bør strebe etter å nå et bredt publikum. "For at vitenskapen skal bekrefte seg selv som kultur," skriver han, "må vi gjøre offentligheten oppmerksom på hva vitenskap er og hvordan vitenskap og kultur er sammenvevd, både i deres historiske utvikling og i vår tids praksis."

Parisi mener imidlertid at det er en "sterk antivitenskapelig tendens" for tiden, og klager over at "vitenskapens prestisje og folkelig tillit til den blir raskt undergravd". Det er et problem som kanskje merkes spesielt sterkt i Parisis hjemland Italia, hvor jeg ofte har hørt folk beklage offentlighetens lave nivå av forståelse for – og interesse for – vitenskap. Denne boken ble opprinnelig utgitt på italiensk i 2021 under tittelen I un Volo di Storni. Le Meraviglie dei Sistemi Complessi, og er oversatt til engelsk av Simon Carnell.

Til æren hans innrømmer Parisi at forskere selv noen ganger «utviser en overdreven, uoppriktig tillit til en offentlighet som har en oppfatning av partiskheten og grensene for deres synspunkter». En av attraksjonene i boken hans er faktisk dens ærlige diskusjon om hvordan forskere kommer frem til ideer like mye ved intuisjon som ved deduksjon, med gjennombruddsøyeblikkene som ofte oppstår under drømmeri eller til og med søvn – om enn bare etter perioder med intenst, men tilsynelatende fruktløst fokus på problemet for hånden.

I en talende anekdote innrømmer Parisi at han kanskje kunne ha vunnet en Nobel tidligere hvis han bare hadde vært mer oppmerksom. Han og den nederlandske teoretikeren Gerard 't Hooft burde, sier han, ha sett på begynnelsen av 1970-tallet hvordan man utviklet kvark-gluon-teorien om nukleoner (kvantekromodynamikk) ved å bruke Murray Gell-Manns forestilling om "fargeladning". Men det gjorde de ikke. Arbeidet ble i stedet utført en kort stund senere av David Politzer, David Gross og Frank Wilczek, som hentet Nobelprisen i fysikk i 2004. Hvorfor så ikke Parisi det, spurte en venn senere, gitt at han visste om alle ingrediensene? "Det falt meg bare ikke inn," innrømmer han fortvilet.

På den annen side påpeker Parisi hvordan det noen ganger er nok for en vitenskapsmann å vite at et resultat, et bevis eller en demonstrasjon er mulig, for å gjøre dem i stand til å finne det selv. Han beskriver hvordan, for en bestemt kollega, "den enkle informasjonen om at [en viss] eiendom var påviselig var nok til at han kom frem til det lenge etterspurte beviset for seg selv på mindre enn 10 sekunder". Noen ganger, sier han, er bare "en minimal mengde informasjon nok til å forårsake betydelige fremskritt på et felt som man har tenkt mye på". Tross alt har frustrerte systemer ikke en tendens til å utvikle seg lineært.

Parisis innrømmelse av at det å formidle vitenskap «ikke er noen lett oppgave, spesielt med de harde vitenskapene», bekreftes av teksten hans

Alt dette er både verdifullt og morsomt. Men Parisis innrømmelse om at det å formidle vitenskap «ikke er noen enkel oppgave, spesielt med de harde vitenskapene, der matematikk spiller en viktig rolle», bekreftes av teksten hans. Faseoverganger, frustrasjonen av spinnbriller og trikset med renormalisering introdusert av Leo Kadanoff og Ken Wilson er alle presentert tydelig nok, men hvordan Parisi gjorde betydelige fremskritt med vanskelige problemer på disse feltene er vanskeligere å følge.

"Det var teknisk, og som sådan vanskelig å forklare i lekformene," innrømmer han på et tidspunkt, og innrømmer til og med at en anmelder av papiret hans om den aktuelle saken uttalte det "uforståelig". Det viser seg faktisk at Parisi heller ikke helt forsto problemet, noe som illustrerer et annet poeng om hvordan ideer blir til. Svært ofte vet man det riktige svaret før man kan demonstrere eller til og med artikulere hvorfor. Det harde arbeidet er ikke å finne svaret, men å finne bevisene.

Denne forestillingen er pent illustrert av en historie om en kollega som en gang stilte Parisi et vanskelig spørsmål som han umiddelbart ga svaret på. Men da den kollegaen spurte Parisi om å forklare resonnementet sitt, husker han: «Først ga jeg en helt useriøs forklaring, så en annen som ga litt mer mening, og først ved det tredje forsøket klarte jeg å rettferdiggjøre det riktige svaret, som jeg først hadde gitt av feil grunner.» Det er delvis for en slik avduking av det lunefulle vitenskapelige sinnet at denne boken kan nytes.

Men kanskje viktigst av alt, Parisi forklarer hvorfor journalister som klørte seg i hodet om hvordan de skulle forklare spinnbriller, gikk glipp av poenget med forskningen hans. Arbeidet hans handler ikke om dette systemet eller det - en spesifikk metallegering, eller flokkene av stær i Roma som Parisi studerte som et komplekst system på 2000-tallet. Det handler om fenomenenes universalitet, der systemer med mange samvirkende komponenter som ser helt forskjellige ut – det være seg flokker av stær, grupper av partikler eller magnetiske atomer i spinnglass – kan beskrives ved hjelp av samme matematikk.

Det faktum at du kan gjøre det er ikke fordi det er en løs analogi mellom disse systemene, men fordi de er alle, ved roten, den samme (kollektive) tingen.

  • 2023 Penguin 144pp £20.00/$24.00hb
  • Finn ut mer om arbeidet til Giorgio Parisi i dette videointervjuet han ga for IOP Publishing:

[Innebygd innhold]

Tidstempel:

Mer fra Fysikkens verden