2021 年諾貝爾物理獎的榮譽，歸予三位平均 84 歲的科學家。日本籍真鍋淑郎（Syukuro Manabe），90 歲。德國籍 Klaus Hasselmann，兩週後 90 歲。義大利籍 Giorgio Parisi，年經的長者，73 歲。他們早年做的基礎建設，讓我們今天有能力面對全球性的複雜挑戰。真鍋與 Hasselmann 奠定了地球氣候的知識基石，以及人類如何參與其中；Giorgio Parisi 對雜亂無序、隨機互動的現象，找出隱藏規則的理論，廣用各個領域，包括氣候變化。
真鍋淑郎，在 1950 年代已經是日本的年輕氣象物理學者，移居美國後繼續他的研究，就是二氧化碳 (CO2) 的增加讓溫度上升的現象。這一現象，我們現在看成理所當然，但 60 年前並無法證實，而當年的研究著重輻射平衡，也就是太陽照射到地球的能量、與從地球返回太空能量的比例。現在當然知道了不平衡，因為包括 CO2 的溫室氣體把排放太空的熱能（紅外線）困住，就讓地球變熱，真鍋教授可以說是最早把 CO2 與地球暖化連結的科學家。
真鍋的團隊，用大氣對流垂直移動的空氣質量，以及水蒸氣的潛在熱能，發展一個物理模型，為了計算的簡便，僅用一個垂直尺度，從地面到 40 公里的大氣層。經過數不清的運算，不同氣體程度的變化，發現氧氣與氮氣對地面溫度影有限，而 CO2 則有明確的衝擊。1967 年發表論文，指出 CO2 減半溫度下降 2.28°C，而 CO2 加倍溫度就升高 2.36°C。
這一結果奠定了熱與 CO2 的關連，以後幾十年的新運算，結果也是一致，而當時的電腦緩慢，所建購的模型雖然簡單，但關鍵的特徵正確，真鍋教授說，你必須永遠簡化，你不能與大自然的錯綜交織競爭，他的研究成果被評為氣候變化的先鋒。
Klaus Hasselmann 的成就，在結合天氣 (Weather) 與氣候 (Climate)。我們知道，天氣是短暫的變化，急風驟雨來去匆匆，而氣候是長期的、平穩的方向變化。要準確的預測氣候，天氣的隨意變化就必須考量，這位學者就設計了一個隨機變化性的模型，把變化慢的「氣候」元素，如海洋、冷凍圈、土地，做為整合支柱，把變化快的「天氣」元素像是大氣，看成類似布朗運動 (Brownian Motion) 的隨機單元，這個模型就預測了連續的氣候變化性。Hasselmann 在 1976 年發表論文，公佈了隨機氣候模型。
Hasselmann 教授另一個成就，是找出人類對氣候系統的關連。他從觀察與模型的考量，發現有許多類似干擾的信號，像是輻射的改變、火山噴射的顆粒、溫室氣體的排放，都會留下特定的信號，或是手印，而且有辦法分辨、分開這些手印。於是他就設計方法，找出了人類對氣候的影響，奠定了後來對氣候變化的研究，進一步追蹤人類衝擊氣候的根源。現在的天氣模型發展的越為精緻細膩，像是偵測到從 19 世紀中葉大氣中的 CO2 就增加了 40%，過去 150 年地球溫度增加了 1°C。
真鍋與 Hasselmann 兩位科學家，用物理方法奠定基礎，證實地球一天天變熱，是因為大氣中的溫室氣體，這不單獨是自然現象，而是人類的排放要負大部分責任。
Giorgio Parisi 是理論物理學家，研究的領域與氣候也許沒有直接關係，但他從複雜系統找到隱藏的規則，為無解的現象找到出路。我們通常說的所謂系統，大概都是簡單的結構，是許多相同零件的聚合，零件之間依一致、可預期的規則互動。但複雜系統中的零件在本質上都不相同，之間的互動不但不同、也不可預期，而外在環境也變化莫測。Parisi 教授曾在他書裡說就像看莎士比亞一齣悲劇，一個人想同時跟另外兩個人作朋友，而這另外兩個人卻是仇敵，舞台上這三個人就感到挫折 (Frustrate)。
教我們感到挫折的複雜系統隨處可見，地球的氣候就是一例，但 Parisi 教授認為假以時日，複雜系統就會記憶其軌跡，有時候卻屈就於「次好」的情況，而「挫折」了一段較長的時間。所以他用了一個「副本」(Replica) 方法，把系統複製很多次，然後比較不同副本的運作，多次以後，隱藏的規則就會浮現。這一方法經過多年的實驗，證實了數學上的正確，能可靠的預測複雜系統的統計特性，應用除了物理學，更可用在數學、生物學、神經科學與機器學習，因為這些領域都直接相關「挫折」。
Parisi 教授的一位學生說，他老師的基礎工作對地球氣候更具意義，與老師同享諾貝爾榮譽的兩位氣象學家，或可藉這一突破，讓現在的氣候模型更能展現地球暖化。
