2021年诺贝尔物理学奖授予真锅淑郎、克劳斯·哈塞尔曼和乔治奥·帕里西，以表彰他们在理解地球气候等复杂物理系统以及气候变化现象方面所做的贡献。真锅淑郎和哈塞尔曼分享一半奖金，帕里西获得另一半。
宇宙中的物质系统似乎异常复杂，比其复杂性更令人惊讶的是其显而易见的简洁性。即使是像天气预报这样普通的事情，也是基于数百万年模式的一系列预测中不可估量的复杂部分。真锅淑郎、哈塞尔曼和帕里西在不断变化的环境的混沌中寻找可靠的模式，从原子层面到行星尺度，将信号与噪声分离，并在随机性中找到结构。真锅淑郎和哈塞尔曼因其对地球气候的物理建模以及可靠预测全球变暖的工作而获奖；帕里西则发现了无序复杂系统中隐藏的模式，使得可以通过这些规则来描述看似随机的现象。
普林斯顿大学的气象学家和气候学家真锅淑郎证明了大气中二氧化碳浓度升高会导致地球表面温度升高。1960年，他率先进行了物理气候模型的研究，成为第一个探究辐射平衡（进入与离开地球的辐射）与大气中空气垂直运动之间相互作用的人。通过一个简化的模型，真锅淑郎发现二氧化碳含量的增加使全球地表温度升高了2°C以上，而氧气和氮气几乎没有影响。
该模型证实，导致地表温度升高的原因是二氧化碳而非太阳辐射——近地表温度升高，而大气温度下降。如果这种变化是由于太阳辐射，那么整个大气层应该同时变暖。基于这一见解，真锅淑郎在1975年开发了一个开创性的三维模型。
当真锅淑郎专注于大气中的二氧化碳时，马克斯·普朗克气象研究所的教授哈塞尔曼则将目光投向了气候和天气。天气每天都在剧烈波动，而气候是天气条件的平均值。由于天气变化如此之快，计算起来很困难。在大约真锅淑郎之后十年，哈塞尔曼创建了一个随机天气模型，即一个考虑了概率的模型。但他更进一步——他还开发了考虑人类对气候影响的方法。这些方法使得研究人员能够将气候、天气和人类干预整合到复杂的气候模型中。
大约在1980年，罗马萨皮恩扎大学的理论物理学家乔治奥·帕里西揭示了像气候这样的系统背后一个更大的原理，表明某些现象的随机性掩盖了一系列隐藏的规则。帕里西研究了一种称为自旋玻璃的特殊物质的性质。自旋玻璃是一种合金，由两种或多种金属元素组成的复合金属。例如，一种自旋玻璃是将铁原子随机混合到铜原子网格中。这少数铁原子改变了材料的整体磁性。每个原子都像一个磁铁或自旋，通常所有自旋都指向同一方向。但在自旋玻璃中，自旋是受挫的，这意味着一些自旋对想要指向一个方向，而其他自旋对想要指向相反的方向。在他的书中，帕里西将这种原子行为比作一出莎士比亚悲剧。想想罗密欧与朱丽叶：尽管他们彼此相爱，但他们各自从家人那里收到互相憎恨的相反信号。他们的吸引力被家人将他们拉向不同方向的阻碍所阻碍。
自旋玻璃是许多复杂模型的基础，在1979年，帕里西将一种称为“副本技巧”的技术应用到一个自旋玻璃模型问题上。副本技巧是一种数学技术，可以同时处理系统的多个副本，这在物理学上一直是不可能的。帕里西在副本中发现了一个隐藏的结构，并利用它来解决一个自旋玻璃问题。他的自旋玻璃研究不仅改变了物理学，还改变了数学、生物学、神经科学和机器学习。这项研究也与气候系统有关。
诺贝尔委员会强调，今年的奖项不仅表彰了巨大的科学贡献，也敦促世界各国领导人迅速采取行动，防止气候变化造成进一步影响。帕里西在新闻发布会上评论道：“我们必须现在就采取非常迅速的行动。”
诺贝尔奖每年十月在多个类别中颁发；科学的主要奖项包括生理学或医学奖、物理学奖和化学奖。去年的物理学奖授予了罗杰·彭罗斯，以表彰他发现黑洞的形成是广义相对论的一个可靠预测；以及莱因哈德·根策尔和安德烈娅·盖兹，以表彰他们发现了我们星系中心的超大质量致密天体。
