Ivar Ekeland, The Climate Change. Transition, Bifurcation or Catastrophe? 

UM6P, 22 February 2023, 46mn 

Introductory texts (English, French and Arabic) by Samia Erraji
Drawing by Sophie Lenormand

In this conference, Ivar Ekeland discusses climate change and the impact of human activities on the Earth’s temperature and carbon dioxide levels. He presents a graph showing temperatures and CO2 concentrations over 50,000 years. Ekeland identifies a significant and sudden increase in temperatures and CO2 emissions in the past 100 years, which he refers to as a “shock.”

Ekeland then poses a fundamental question: how does a complex system in equilibrium react to a small nudge or disturbance? He suggests four possible responses:

Firstly, Smooth Transition: some believe that the system will adjust smoothly to the changes, leading to gradual and manageable increases in temperatures and CO2 levels. They argue that humans can adapt to higher temperatures and even benefit from certain effects like increased CO2 for plant growth.

Secondly, Qualitative Change: Ekeland draws parallels with mathematical concepts like buckling and bifurcation, suggesting that a small nudge could cause a qualitative change or abrupt transition in the climate system. He points out various qualitative changes already observed in the climate, such as shifts in monsoons and precipitation patterns.

Thirdly, Catastrophic Change: Ekeland references catastrophe theory and warns that some changes in the climate system might be irreversible, leading to catastrophic consequences. He mentions planetary thresholds, where certain situations become extremely sensitive to small changes in parameters, like the disruption of the Atlantic deep-water formation.

The fourth answer is The Unexpected: Ekeland emphasizes the concept of not knowing what we don’t know, which can lead to unexpected outcomes. He highlights that managing climate change requires addressing complexity and uncertainty, as no single solution will be sufficient.

Ekeland urges that solutions to climate change must be complex, involving interdisciplinary collaboration and humility. He advocates for a new perspective in education and research, where individuals from various fields work together to tackle the complex challenge of climate change. Ekeland also emphasizes the importance of the precautionary principle, which suggests that in situations of uncertainty, actions should err on the side of caution and avoid potential harm.

Overall, Ekeland’s talk highlights the urgency and complexity of climate change and calls for a collective effort to address this global challenge.

Samia Erraji

Ivar Ekeland is a French mathematician, economist, and writer born in 1944. He has made significant contributions to mathematics, optimization theory, and mathematical economics. Ekeland has held prestigious academic positions and served as President of the University of Paris-Dauphine.

One of his most remarkableachievements is his work on catastrophe theory, where he highlighted the potential for abrupt and irreversible changes in complex systems, such as the climate.

Among his notable books is The Best of All Possible Worlds: Mathematics and Destiny (University of Chicago Press, 2006), where he explores the connection between mathematics and philosophy.

_________________________________

Lors de cette conférence, Ivar Ekeland aborde le changement climatique et l’impact des activités humaines sur les températures terrestres et les niveaux de dioxyde de carbone. Il présente un graphique montrant les températures et les concentrations de CO2 au cours de 50 000 années. Ekeland identifie une augmentation significative et soudaine des températures et des émissions de CO2 au cours des 100 dernières années, qu’il qualifie de “choc”.

Ekeland pose ensuite une question fondamentale : comment un système complexe en équilibre réagit-il à une petite perturbation ? Il propose quatre réponses possibles :

Premièrement, la Transition en douceur : Certains croient que le système s’adapte aux changements, entraînant des augmentations progressives et gérables des températures et des niveaux de CO2. Ils argumentent que les humains peuvent s’adapter à des températures plus élevées et même bénéficier de certains effets, comme l’augmentation du CO2 pour la croissance des plantes.

Deuxièmement, le changement qualitatif : Ekeland fait des parallèles avec des concepts mathématiques tels que le flambage et la bifurcation, suggérant qu’une petite perturbation pourrait provoquer un changement qualitatif ou une transition abrupte dans le système climatique. Il souligne différents changements qualitatifs déjà observés dans le climat, tels que les changements de moussons et de précipitations.

Troisièmement, le changement catastrophique : Ekeland fait référence à la théorie des catastrophes et met en garde contre le fait que certains changements dans le système climatique pourraient être irréversibles, entraînant des conséquences catastrophiques. Il mentionne les seuils planétaires, où certaines situations deviennent extrêmement sensibles aux petits changements de paramètres, comme la perturbation de la formation des eaux profondes de l’Atlantique.

La quatrième réponse est l’inattendu : Ekeland insiste sur le fait de ne pas savoir ce que nous ne savons pas, ce qui peut entraîner des résultats inattendus. Il souligne que la gestion du changement climatique nécessite de traiter la complexité et l’incertitude, car aucune solution unique ne suffira.

Ekeland insiste sur le fait que les solutions au changement climatique doivent être complexes, impliquant une collaboration interdisciplinaire et de l’humilité. Il plaide en faveur d’une nouvelle perspective en matière d’éducation et de recherche, où des individus de différents domaines travaillent ensemble pour relever le défi complexe du changement climatique. Ekeland souligne également l’importance du principe de précaution, qui suggère que dans les situations d’incertitude, les actions devraient faire preuve de plus de prudence et éviter les dommages potentiels.

S.E

Ivar Ekeland est un mathématicien, économiste et écrivain, né à Paris en 1944. Il a apporté des contributions significatives aux mathématiques, à la théorie de l’optimisation et à l’économie mathématique. Ekeland a occupé des postes académiques prestigieux et a été président de l’Université de Paris-Dauphine.

L’une de ses réalisations les plus remarquables est son travail sur la théorie des catastrophes, où il a souligné le potentiel de changements abrupts et irréversibles dans des systèmes complexes, tel que le climat.

Parmi ses livres notables, Le meilleur des mondes possibles : mathématiques et destinée (University of Chicago Press, 2006) explore le lien entre les mathématiques et la philosophie.

_________________________________

في هذا المؤتمر، يناقش إيفار إكلاند تغير المناخ وتأثير الأنشطة البشرية على درجات حرارة الأرض ومستويات ثاني أكسيد الكربون. يقدم رسمًا بيانيًا يوضح درجات الحرارة و تركيزات ثاني أكسيد الكربون على مدى الـ 50,000 سنة الماضية. يحدد إكلاند زيادة كبيرة ومفاجئة في درجات الحرارة وانبعاثات ثاني أكسيد الكربون في الـ 100 سنة الماضية، والتي يشير إليها بأنها “صدمة”.

ثم يطرح إكلاند سؤالاً أساسياً: كيف يتفاعل النظام المعقد مع الصدمات الصغيرة أو الاضطرابات؟ يقترح أربع إجابات محتملة:

أولاً، التحول السلس: يعتقد بعض الناس أن النظام يتكيف بسلاسة مع التغيرات، مما يؤدي إلى زيادات تدريجية وعقلانية في درجات الحرارة ومستويات ثاني أكسيد الكربون. فمن وجهة نظرهم، البشر يمكنهم التكيف مع ارتفاع درجات الحرارة وحتى الاستفادة من بعض التأثيرات مثل زيادة ثاني أكسيد الكربون على نمو النباتات.

ثانياً، التغيير النوعي: يقارن إكلاند بين مفاهيم رياضية مثل الالتواء والانشطار، مما يشير إلى أن الصدمة الصغيرة يمكن أن تتسبب في تغيير نوعي أو انتقال مفاجئ في نظام المناخ. ويشير إلى التغييرات النوعية المختلفة التي لوحظت بالفعل في المناخ، مثل الرياح الموسمية وأنماط الهطول.

ثالثاً، التغيير الكارثي: يشير إكلاند إلى نظرية الكوارث ويحذر من أن بعض التغييرات في نظام المناخ قد تكون لا رجعة فيها، مما يؤدي إلى عواقب كارثية. يذكر عتباتٍ كوكبية، حيث تصبح بعض الحالات حساسة للغاية للتغيرات الصغيرة في المعايير، مثل اضطراب تكوين المياه العميقة في المحيط الأطلسي.

الجواب الرابع هو غير المتوقع: يؤكد إكلاند على مفهوم عدم معرفة ما لا نعرفه، والذي قد يؤدي إلى نتائج غير متوقعة. يشدد على أن مواجهة تغير المناخ يتطلب معالجة التعقيد وعدم اليقين، حيث لن يكون حلاً واحدًا كافيًا.

يحث إكلاند على ضرورة أن تكون حلول تغير المناخ معقدة، تنطوي على تعاون مشترك بين التخصصات المختلفة والتواضع. يدعم فكرة وجود نظرة جديدة في التعليم والبحث، حيث يعمل الأفراد من مختلف المجالات معًا لمواجهة التحدي المعقد لتغير المناخ. يشدد إكلاند أيضًا على أهمية مبدأ الاحتراز، الذي يقترح أنه في حالات عدم اليقين، يجب أن تكون الإجراءات حذرة لتجنب الأضرار المحتملة.

سامية الراجي

إيفار إكلاند هو عالم رياضيات وكاتب وُلد في باريس سنة 1944. قدم مساهمات هامة في مجال الرياضيات ونظرية الأمثلية والاقتصاد الرياضي. شغل إكلاند مناصب أكاديمية مرموقة وكان رئيسًا لجامعة باريس-دوفين.

من أبرز إنجازاته عمله في نظرية الكوارث، حيث أبرز الإمكانية الحقيقية للتغييرات المفاجئة واللاعودة في الأنظمة المعقدة، مثل المناخ.

من بين كتبه البارزة أفضل عوالم ممكنة: الرياضيات والمصير (جامعة شيكاغو ،2006)، حيث يستكشف الصلة بين الرياضيات والفلسفة.

Comments are closed.