[해SSUL이 있는 과학뉴스] 2021 노벨 물리학상
2021년 노벨 물리학상은 매우 이례적인 구성을 보여주었습니다. 수상자 세 명 중 두 명이 기상학자였으며, 이는 노벨 물리학상 역사상 기상학 분야가 처음으로 인정받은 사례로 기록되었습니다. 슈쿠로 마나베와 클라우스 하셀만은 기후 모델링을 통해 지구 온난화를 과학적으로 증명했고, 조르조 파리시는 복잡계 이론을 정립한 공로를 인정받았습니다. 이들의 연구는 서로 다른 분야처럼 보이지만, 복잡하고 무질서한 시스템을 이해하려는 물리학적 노력이 기후라는 거대한 체계에 어떻게 적용될 수 있는지를 잘 보여줍니다. 슈쿠로 마나베 교수는 지구 대기 중 이산화탄소 농도 증가가 지표면 온도 상승으로 이어지는 과정을 수학적 모델로 규명했습니다. 그는 이산화탄소 농도가 두 배가 될 때 지표면 온도가 약 2.36도 상승할 것이라는 시나리오를 제시했는데, 이는 당시 관측 데이터가 부족한 상황에서 이루어진 혁신적인 예측이었습니다. 이후 50년 동안 축적된 실제 관측 결과가 그의 모델과 놀라울 정도로 일치함이 밝혀지면서, 막연하게만 느껴졌던 온실효과를 과학적 수치로 증명해낸 그의 공로가 다시금 주목받게 되었습니다. 클라우스 하셀만 교수는 복잡한 기상 현상 속에서 인위적 요인이 기후에 미치는 영향을 정밀하게 추적하는 모델을 개발했습니다. 그는 자연적인 변동성과 인위적 요인을 명확히 구분해내는 데 성공했습니다. 산업화 이후의 지표면 온도 상승 데이터가 자연적인 변화만으로는 설명되지 않으며, 인위적 요인에 의한 온실효과를 포함했을 때만 실제 관측값과 일치한다는 사실을 입증한 것입니다. 그의 연구는 현재 기후 변화 대응의 핵심 자료인 IPCC 보고서의 근간이 되었으며, 인류가 기후 위기의 주범임을 과학적으로 확증했습니다. 조르조 파리시 교수는 통계 물리학의 관점에서 '복잡계 이론'을 구체화했습니다. 그는 유리와 같이 고체와 액체의 중간 성질을 지닌 물질을 이해하기 위해 '스핀 글라스'라는 시스템을 제안했습니다. 입자들이 서로의 배열 조건에 부딪혀 질서를 찾지 못하고 갈등하는 상태를 '쩔쩔매는 상태(Frustrated)'라고 정의하며, 무질서 속에서도 숨겨진 규칙성을 찾아내는 수학적 틀을 마련했습니다. 이러한 복잡계 연구는 단순히 물리적 입자를 넘어 단백질 구조 분석이나 사회 현상 예측 등 다양한 분야에 응용되며 현대 과학의 지평을 넓혔습니다. 이번 노벨 물리학상 수상은 기후 위기가 인류에게 얼마나 시급하고 중요한 과제인지를 다시 한번 일깨워줍니다. 과학자들이 당면한 문제를 해결하기 위해 쏟은 수십 년의 노력이 결국 인류의 생존을 위한 이정표가 된 것입니다. 복잡한 세상을 이해하려는 순수한 탐구심이 기후 변화라는 거대한 난제를 해결하는 열쇠가 되었듯, 기초 과학의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않습니다. 우리 앞에 놓인 불확실한 미래를 과학적 근거를 바탕으로 예측하고 대비하는 일은 이제 선택이 아닌 필수적인 시대적 사명이 되었습니다.
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