2021年诺贝尔物理学奖被授予“对我们理解复杂系统的开创性贡献”，一半授予真锅淑郎（Syukuro Manabe）和克劳斯·哈塞尔曼（Klaus Hasselmann），表彰他们对地球气候的物理建模、量化可变性和可靠地预测全球变暖的贡献，另一半授予乔治·帕里西（Giorgio Parisi），表彰他发现了从原子到行星尺度的物理系统中无序和涨落之间的相互影响。
真锅淑郎展示了大气中二氧化碳浓度的增加如何导致地球表面温度升高。在20世纪60年代，他领导了地球气候物理模型的开发，并且他是第一个探索辐射平衡与气团垂直输送之间相互作用的人。他的工作为气候模型的开发奠定了基础。
克劳斯·哈塞尔曼创建了一个将天气和气候联系在一起的模型，从而回答了为什么尽管天气多变而混沌，气候模型却仍然可靠的问题。他还开发了识别特定信号和印记的方法。自然现象和人类活动都会在气候中留下印记。而他方法已被用来证明大气温度升高是由人类排放二氧化碳导致的。
1980年前后，乔治·帕里西在无序的复杂材料中发现了隐藏的模式。他的发现是对复杂系统理论最重要的贡献之一，使得理解和描述许多不同的、显然完全随机的复杂材料和现象成为可能。这些理论不仅适用于物理学领域，还能应用于其他完全不同的领域，如数学、生物学、神经科学和机器学习。