Arxiu de la categoria ‘Ciència i societat’

La geometria de la injustícia

divendres, 12/01/2018

Una de les grans avantatges d’haver estat capaços de construir ginys que acabem enviant a l’espai és que podem gaudir d’imatges de la Terra com la d’aquí al costat. És un mapa de món que podeu trobar a les pàgines web de la NASA, en resolució mitjana (8 MB) i en molt alta definició (256 MB). La imatge no deixa indiferent. És la constatació que els humans hem deixat gran part de la nostra espècie a les fosques, en una situació de terrible injustícia energètica.

En Paul Smith Lomas, a unes jornades organitzades per la Reial Acadèmia Anglesa d’Enginyeria, explicava que on es fa més evident la injustícia tecnològica és en el cas de l’accés a l’energia. Perquè l’accés a una energia que sigui assequible, fiable i neta és vital per a poder tenir molts altres serveis bàsics. Ens recordava també que mil milions de persones encara no tenen accés a cap tipus d’electricitat, mentre que uns altres mil milions ho fan de manera intermitents i amb baixa qualitat. Són la gent dels països foscos del mapa.

Els grecs ens van regalar la paraula “geometria” per definir el fet de mesurar el nostre planeta i tot allò que conté. La geometria ens ajuda a mesurar el radi de la Terra, l’extensió dels oceans i els diferents tipus de territoris i paisatges. També, ens dona eines per mesurar la injustícia. A baix de tot teniu el mateix mapa del món de dalt (més aclarit per mostrar les vores dels continents) amb una malla regular superposada que permet quantificar la distribució geogràfica de tot tipus de fenòmens. Només cal comptar el nombre de cel·les que contenen allò que volem mesurar i el nombre de les que no ho contenen. Per exemple, si comptem el nombre de cel·les de terra ferma, i hi afegim totes aquelles cel·les que contenen zones costeres i que tenen més proporció de terra que de mar, i ho dividim pel total de cel·les del mapa (que és 30*60=1800), tindrem un valor aproximat del percentatge de superfície del nostre planeta que forma part dels continents i illes. Ho podem fer comptant, però també ho podem fer jugant: imprimim el mapa amb la malla de cel·les, el posem damunt la taula, i llancem moltes vegades un petit cub de fusta a l’aire, de manera que acabi caient a la taula. El percentatge de vegades que el cub de fusta cau en cel·les de terra ferma tendeix, a mesura que juguem més i més temps, al mateix valor que hauríem obtingut en base a comptar cel·les. I evidentment, si ara subdividim la malla i passem a treballar amb cel·les més petites, anirem trobant valors més acurats. En definitiva: el comptatge de cel·les en base a malles que anem refinant és un bon recurs que ens ofereix la geometria.

Si ho fem en el mapa de sota, veurem que, a Europa, no hi ha cap cel·la fosca. Per tant, i a la resolució de la malla de la imatge, podem concloure que el 100% del territori europeu té un bon accés a l’energia elèctrica. La situació a Àfrica, en canvi, és ben diferent. Si analitzem tot el continent, trobarem 21 cel·les amb punts de llum, d’un total de 96. Dit en altres paraules, el 78% del territori africà és a les fosques, amb aquest comptatge concret de cel·les que estem fent. Ara bé, per sota de la línia vermella que indica la latitud de Florida als Estats Units i que separa la franja Mediterrània de l’Àfrica subsahariana, la foscor és quasi absoluta amb molt petites excepcions. Si subdividim les cel·les i anem repetint el comptatge a mesura que aquestes es fan petites, observarem que el 99% del territori africà per sota d’aquesta línia vermella que marca el paral·lel dels 25,7 graus de latitud nord, és a les fosques.

Hi ha una segona injustícia geomètrica, però. El mapa del món que teniu dalt i baix, tot i que és l’habitual que estem acostumats a veure, eixampla les terres dels països del nord mentre encongeix les de la gent que viu al sud. És fàcil comprovar-ho. Només cal anar a un mapa del món interactiu com aquest, que mostra una part del continent africà. Sota, a la dreta, trobarem un segment que indica la distància, al mapa, entre dos punts separats mil quilòmetres. Ara, sense fer zoom, arrossegueu el mapa amb el cursor per desplaçar-vos cap al nord, a Europa, i aneu mirant el segment que mostra els 1000 Km. Veureu que cada cop que deixeu el cursor per mirar el mapa, aquest segment d’escala canvia de mida. Al final, el mapa ja mostra un segment de 500 Km. perquè el de 1000 Km. seria massa llarg. Això és degut a que els mapes del món tradicionals comprimeixen el continent africà (i tots els països del sud) mentre donen més espai a Europa. La geometria de les nostres representacions, basada en sistemes de projecció que vam decidir els europeus, és injusta amb els africans i els habitants del sud global.

La injustícia energètica és evident, encara que no mesurem res. Ens ho diu ben clar la imatge de dalt. Ara, si volem afinar més i mesurar-la, sabem que el comptatge de cel·les és una bona eina i un bon recurs de la geometria. Però també sabem que els fenòmens que veiem a la superfície de la Terra mai els podrem mesurar de manera precisa amb comptatge de cel·les sobre representacions de mapes plans del món, perquè tota projecció implica distorsió. Podem, això sí, utilitzar aquesta tècnica del comptatge de cel·les si el que subdividim és directament l’esferoide oblat de la superfície terrestre (per exemple, amb tècniques quasi uniformes com les dels icosaedres subdividits de Buckminster Fuller), i això sí que ens donarà resultats bons i acurats.

La humanitat és injusta en quasi tot, i l’energia n’és un clar exemple. No podem parlar de valors globals de riquesa o de consum energètic sense afegir dades sobre la dispersió, les desigualtats i la variància. I la geometria ens permet mesurar aquesta injustícia, que es mostra en una increïble desigualtat geogràfica. La conclusió: ho estem fent molt malament.

——

Per cert, en Ben Hayes i en Nick Buxton constaten que els efectes de l’escalfament global es presenten sempre com riscs polítics i de seguretat nacional des del prisma exclusiu dels interessos dominants a cada país. I de fet, diuen, el que s’està fent és fortificar illes de prosperitat en mig d’oceans de misèria.

Per què tres?

dimecres, 3/01/2018

Heu jugat alguna vegada a les perpendiculars? Pintem una línia recta, al terra. Tot seguit, en pintem una segona, de tal manera que sigui perpendicular a la primera. Si la primera anava de nord a sud, la segona anirà d’est a oest. Ara, cal situar un tercer objecte, per exemple un pal d’escombra, de manera que sigui perpendicular a les dues primeres línies. Només hi ha una manera de fer-ho: posant-lo vertical, cap amunt. I el problema és que el joc, bastant trist i avorrit, s’acaba aquí. Ja no podem posar cap més pal de manera que sigui perpendicular als tres primers, perquè l’espai en què vivim i som immersos, té dimensió tres.

L’espai, a l’Univers que nosaltres percebem, té dimensió 3. És una veritat indiscutible, aquí i a les més llunyanes galàxies. Una de les conseqüències és que el joc de les perpendiculars acaba sempre a la tercera jugada. Aquest “tres” ens permet fer moltes coses, a la vegada que ens limita i evita que en puguem fer d’altres. Encara que poca gent s’ho pregunta, és el limit més indiscutible que tenim. És un dels grans misteris de la física actual. Per què tres i no quatre o cinc, per exemple? (vegeu la nota al final).

De fet, la cosa és pitjor, perquè quasi tota la nostra vida vivim en 2D, caminant i rodant per la superfície del nostre planeta o nedant i navegant per la superfície dels seus mars i oceans. Només deixem aquesta superfície quan anem amb avió o quan perforem la Terra per accedir als seus recursos minerals i als combustibles fòssils. Tant és així, que les fotografies amb la càmera en picat, mirant amunt o avall, a vegades ens semblen estranyes. Som vius gràcies a les tres dimensions de l’espai, perquè les reaccions bioquímiques de les proteïnes s’han de fer en 3D i el mateix ADN és tridimensional. Però a la vida diària preferim tocar de peus a terra. Això sí, els nostres avantpassats no van deixar mai d’admirar els ocells i, com que el nostre cervell ens pesa massa per poder volar, van lluitar i persistir fins inventar unes màquines màgiques que anomenem avions.

L’any 1884, en plena època victoriana, l’escriptor anglès Edwin Abbott Abbott va escriure la novel·la Planilàndia. A més de mostrar amb cruesa la rígida estructura jeràrquica de l’Anglaterra victoriana i les seves relacions de poder, la novel·la explica amb claredat què significa viure en 1D, en 2D, en 3D o en 4D (i més enllà). Els nostres avantpassats de fa dos-cents anys, que vivien molt més que nosaltres en 2D, no podien viatjar de Barcelona a Dinamarca sense passar per França i Alemanya, i no podien rescatar un muntanyenc accidentat fins que no s’hi acostaven a peu o a cavall. Ara que podem volar i moure’ns, podem saltar d’un país a un altre directament, i podem socórrer la gent a la muntanya amb helicòpters. També, és cert, podem bombardejar la població civil des de l’aire amb total impunitat i enviar drons per a que “eliminin selectivament” persones que no ens agraden.

Les paradoxes de les dimensions de l’espai són innombrables. Si fóssim plans i bidimensionals, no podríem tenir tub digestiu sense quedar partits en dos. Per això, els éssers unicel·lulars quasi plans no tenen tub digestiu i fagociten. Els animals que viuen a la superfície d’una piscina, si hi tirem un flotador, no podran arribar a la zona de superfície d’aigua que queda al seu interior. Nosaltres en canvi ho podem fer amb un pal, des de la tercera dimensió. Perquè allò que no és accessible en una certa dimensió, ho és si ens situem en una dimensió més elevada. El mateix argument dels animalets a la superfície de la piscina ens permet dir que, si algú tingués la facultat de moure’s en 4D, podria extreure tumors del cos de pacients sense fer-los cap tall, i podria extreure els minerals de ferro que hi al al centre de la Terra sense fer pous ni excavar (per bé o per mal).

La relació entre girs i dimensions és també interessant. Suposeu que teniu moltes lletres retallades en fusta o paper, i que les tireu damunt la taula. Totes són majúscules, i, per simplificar, suposem que només tenim lletres A, B i R. Es tracta d’agrupar totes les lletres iguals movent-les per la taula però sense aixecar-les (ho volem fer en 2D, en les dues dimensions del pla de la taula). Si ho feu, acabareu tenint 4 grups: el de les lletres A, el de les B, el de les R, i el grup R’ de les lletres R que havien caigut de cap per avall a la taula. En 2D, no hi ha manera d’agrupar les R i les R’ de manera que tinguin totes la mateixa forma: per fer-ho i acabar només amb tres grups, hem de “sortir” de les dues dimensions, capgirar les lletres de R’ a l’aire, i tornar-les a deixar a la taula. Això no passa amb les A i les B perquè són simètriques. Els objectes que, en una determinada dimensió són diferents, i que en canvi es poden fer arribar a coincidir si els girem en un espai de dimensió superior, s’anomenen enantiomorfs. Nosaltres som enantiomorfs de la nostra imatge al mirall, i la nostra mà dreta ho és de la nostra mà esquerra. Proveu de resseguir el contorn dels dits de cada mà amb un llapis en dos fulls de paper. Per a fer coincidir els dos dibuixos, haureu de girar un dels fulls de manera que el seu dibuix quedi a la part de sota.

La imatge de la Terra que veieu a dalt ens la mostra de tres maneres diferents. La B pot resultar estranya, però és tan vàlida com la A. Quan un satèl·lit fa una foto des de l’espai, en funció de la seva orientació, ens sortirà una o l’altra. Sempre veiem la A perquè al món manen els països del Nord, però la B perquè fa pensar. En canvi, C és la imatge d’un planeta inexistent, això sí, enantiomorf al nostre. Només hi podríem arribar si algú tragués la Terra uns moments del 3D i la girés en 4D. Grècia quedaria a l’oest d’Itàlia, i nosaltres més a l’est. Tot passaria a estar canviat, dreta amb esquerra, i acabaríem amb el cor a la banda dreta del nostre cos.

En tot cas, quan veig que els poderosos no entenen de límits, algunes vegades enyoro les dues dimensions. Perquè l’espai té dimensió 3, però les dimensions de la cobdícia i vanitat humanes són infinites. Si visquéssim realment en 2D i no haguéssim sabut conquerir el 3D, els militars no podrien bombardejar la gent indefensa, i no podríem extreure combustibles fòssils de sota la terra. Aniríem, això sí, en tren i vaixell. Ens hauríem de conformar amb els recursos minerals que té la superfície del nostre planeta, i segurament haguéssim desenvolupat abans molts sistemes intel·ligents per l’aprofitament de les energies solar i eòlica. I en cap cas enyoro la dimensió 4. Segur que acabaríem trobant més maneres de fer-nos mal i d’acabar amb els que no pensen com nosaltres.
———

Per cert, en Pedro Baños, coronel de l’exèrcit i expert en geopolítica, diu que les guerres, en realitat, amaguen altres interessos molt més espuris, gairebé sempre relacionats amb interessos econòmics. Explica que el problema de l’armament és que s’acaba utilitzant, i ens confirma que els membres permanents del Consell de Seguretat de l’ONU són els que més armes venen i posseeixen, al món.

———

NOTA: Després de l’Albert Einstein, sabem que cal parlar d’espai-temps, i que per tant ens trobem en un espai de dimensió 4. Ara bé, això només té efectes a escales no humanes. La nostra percepció és que espai i temps són coses ben diferents. D’altra banda, la teoria física de cordes (“string theory“) també parla d’un espai amb més dimensions. Un cop més, però, aquestes dimensions addicionals són totalment imperceptibles per nosaltres…

No hem de tenir por

dilluns, 1/01/2018

(Aquest article és una reedició de l’article “No tenim por” del passat 23 d’agost)

En Josep Ramoneda deia fa pocs dies que haurem de conviure amb atemptats com el de la setmana passada, però que la probabilitat de ser víctima d’un atac és molt baixa i que per tant no s’ha de tenir por. Deia que la societat només té una sortida: defensar la normalitat.

Tot i el terrible que és la situació, he de dir que em sento orgullós d’aquesta frase que també citava en Ramoneda i que s’ha convertit en el lema de la resposta ciutadana d’aquests dies: “no tinc por”. Perquè no podem caure en el parany de la por, i perquè si raonem en base al que ens diu l’estadística i en concret l’anàlisi de probabilitats, segurament deixarem de tenir por. Tot es deriva d’una confusió (sovint intencionada) entre esdeveniments que no tenen res a veure els uns amb els altres. Quina era la probabilitat que hi hagués algun atemptat a Barcelona durant un determinat període (per exemple, entre 2017 i 2020)? És difícil de calcular, però sí que podem dir que era elevada, perquè Barcelona és llaminera. I quina és la probabilitat que tinguem un atemptat a Europa durant els propers 12 mesos? Tots acceptarem que és pràcticament del 100%, com ho és la probabilitat que hi hagi un atemptat en algun lloc del món durant els propers dos mesos. Quan parlem de grans zones de la Terra o de llargs períodes de temps, les probabilitats sempre són elevades, perquè tots els fets, de tant en tant, passen. Això és cert tant si parlem d’atemptats com si pensem en inundacions, huracans o terratrèmols. Ara bé, una cosa és parlar de regions, països o ciutats, i una altra és parlar de persones concretes: quan confonem esdeveniments i ens apliquem a nosaltres les probabilitats que s’apliquen a regions i ciutats, és quan comencem a perdre de vista la realitat. Perquè, com bé explica en Josep Ramoneda, la probabilitat que tenim de ser víctimes d’un atac aquí a casa nostra és molt baixa (jo diria que obscenament baixa, si la comparem amb la que tenen altres persones que viuen a regions conflictives del planeta). Les taules que ens proporciona el Centre de Recerca sobre la Globalització del Canadà, que podeu trobar referenciades en aquest article, són ben eloqüents: en base a dades del 2008, el risc anual de morir per atemptat terrorista al Regne Unit és de 1 entre un milió cent mil, i al Canadà és de 1 entre tres milions vuit-cents mil. En canvi, el risc anual de morir per accident de tràfic és de 1 entre 23.000 i de 1 entre 13.500 al Regne Unit i al Canadà, respectivament. Als Estats Units, és 33.842 vegades més probable morir de càncer que d’un atac terrorista. De veritat que hem de tenir por?

Els fets no són evitables, ho hem d’acceptar. Podem treballar per fer-los més improbables, però hem de ser ben conscients que la seguretat total no existeix. Som limitats, finits, i no ho podem controlar tot. D’aquí dos, tres o deu segles, hi haurà grans desastres naturals, tant si la espècie humana existeix com si s’ha suïcidat. I com tots bé sabem, la probabilitat que els que llegim això no hi siguem d’aquí a cent anys, és del 100%.

La nostra resposta, en canvi, la nostra reacció als fets, la construïm nosaltres i és responsabilitat nostra. És cert que partim d’hàbits evolutius que no ens ho posen fàcil. Si ens deixem portar pel tros de cervell de rèptil que encara tenim, anirem a respostes racistes i d’actuació ràpida, plenes d’odi i venjança. Perquè sentim una atracció innata per allò que és morbós i negatiu, i és un fet que les noticies sobre catàstrofes, guerres i destrucció tenen més audiència que les que parlen de la gent que treballa per la construcció de la pau i els drets humans. El “no tinc por”, en canvi, és una resposta des de la serenitat que pot ajudar a construir marcs de convivència i de pau.

“No tinc por” és una frase incòmoda, per dir-ho en paraules suaus. En Timothy Snyder recorda que quan es produeix un atac terrorista, les autoritats sovint se’n aprofiten per consolidar el seu poder, i que la tirania moderna és la gestió del terror. El mecanisme de tot plegat és la por de la gent, que ens fa demanar més seguretat i que és l’excusa per incrementar la securització i la militarització, per retallar els drets humans i per posar fi al sistema de controls i contrapesos dels Estats de Dret. Però una societat sense llibertat i sense drets humans no pot lluitar de manera eficaç contra el terror. En Timothy Snyder diu a més que “la suspensió de la llibertat d’expressió i del dret a un judici just […] és el truc més antic del manual hitlerià”. En canvi, si no tenim por, deixarem de demanar més securització, no acceptarem una reducció dels drets humans, i “last but lot least”, no contribuirem a l’espiral que acaba amplificant el terror internacional. El lema “no tinc por” va directe a tallar les arrels de la guerra contra el terrorisme. Perquè, com diu en José Luis Gordillo, aquesta guerra contra el terrorisme “és una gran operació de màrqueting (relacionada amb la por de les elits a la fi del petroli abundant) que amaga depredació i reducció de drets humans i que aconsegueix el suport social amb la política de la por”. L’absència de por ens permet a més controlar i eliminar l’odi, com observen, entre molts d’altres, Amnistia Internacional i el mateix Timothy Snyder. Snyder, per cert, també ens fa algunes propostes dignes de consideració: “investiga… mira d’entendre les coses per tu mateix… perquè renunciar als fets és renunciar a la llibertat” – “dedica estona als articles llargs” – “una part del que hi ha a internet hi és per perjudicar-te” – “finança el periodisme d’investigació subscrivint-te a mitjans impresos” – “responsabilitza’t de la informació que transmets als altres”.

——
Per cert, en Josep Ramoneda diu també que l’obligació dels governs és asserenar i tranquil·litzar, en lloc de elevar el to verbal i endurir la legislació buscant legitimar-se davant la societat atemorida.

Les restriccions, aquestes desconegudes

dijous, 28/12/2017

Fa poc, l’anomenat “grup d’alt nivell” (HLG) de la Comissió Europea ha elaborat un informe sobre com podem obtenir, els propers anys, aliments dels oceans. El podeu llegir aquí. El document es planteja respondre la pregunta que va formular un dels comissaris de la CE i que podeu llegir a la pàgina 14, apartat 1.2 de l’informe: “Com podem obtenir més aliment i biomassa de l’oceà de manera tal que no privem les generacions futures dels seus beneficis?”.

L’informe, com bé indica, es basa en un document tècnic elaborat per un consorci d’Acadèmies europees en el marc del projecte SAPEA. Ara bé, en aquest procés, com es pot llegir a la pàgina 29 d’aquest informe final, es va reformular lleugerament la pregunta, que va quedar així: “Com es poden obtenir més aliments i biomassa dels oceans d’una manera tal que maximitzi els beneficis per a les generacions futures?”.

Tot plegat no deixa de ser sorprenent. Ens pregunten una cosa, decidim contestar-ne una altra, i ens quedem tan amples. La pregunta inicial, que planteja un determinat problema (A) i que podem resumir dient “com puc aconseguir més recursos sense privar les futures generacions dels seus beneficis”, queda reformulada demanant “com puc aconseguir més recursos de manera que les futures generacions maximitzin els seus beneficis”. És un canvi subtil però significatiu (vegeu la nota al final), que canvia totalment el marc de discussió. Perquè el nou problema, que anomenaré (B) no té les restriccions que tenia el problema (A), i les restriccions (els límits) són essencials, en els problemes de la vida real. Són tanques com les de la imatge de dalt (que podeu trobar en aquesta pàgina web), que ens marquen per on podem anar i per on NO podem moure’ns; segons com siguin les tanques, no podrem arribar al cim i només podrem pujar fins el punt més alt del nostre terreny.

Per sort, això no passa a totes bandes. El garbuix que tenim amb els recursos dels oceans, amb l’escalfament o amb l’ús dels combustibles fòssils, no és tan marcat en el cas de la gestió dels boscos, per exemple. La definició de gestió sostenible dels boscos (SFM), adoptada per la FAO, indica que “es pot descriure com l’assoliment de l’equilibri: un equilibri entre les creixents demandes de productes i beneficis forestals per part de la societat i la preservació de la salut i la diversitat forestals. Aquest equilibri és fonamental per a la supervivència dels boscos i per a la prosperitat de les comunitats dependents dels boscos… Gestionar de manera sostenible un bosc concret significa determinar, de forma tangible, com utilitzar-lo avui per assegurar beneficis, salut i productivitat similars en el futur”. En aquesta definició, la clau és la paraula “similars”, perquè és la que imposa la restricció. És una definició que ens porta a un problema de tipus (A) (vegeu un cop més la nota al final). En tot cas, la bona noticia és que molts boscos s’estan ja gestionant d’aquesta manera.

Per què ens costa tant, parlar de restriccions i imposar-les? Tal vegada, perquè no volem acceptar la nostra finitud i perquè el nostre pensament sempre va més enllà, creant mites i il·lusions. I la nostra gran contradicció és que la cobdicia humana no té límits i no es posa restriccions. De fet, hem fet “la gran troballa” d’inventar els diners, que ens permeten comprar i fer negoci sense límits amb uns recursos que són absolutament limitats. Per què estem començant a plantejar-nos els límits de tot plegat i en canvi ningú es planteja el límit dels diners?

Ens hem de prendre molt seriosament la sostenibilitat. I sostenibilitat implica parlar de límits i restriccions. És plantejar els problemes amb l’enfoc (A) i no amb el (B). No ens podem escapolir de les restriccions, perquè som limitats i el nostre planeta és limitat. De fet, parlar de maximitzar sense imposar restriccions és èticament incorrecte, perquè sempre acaba implicant l’empobriment d’algú altre. Ara que ja hem colonitzat tot el planeta, els humans hem d’aprendre la cultura de les restriccions i dels límits.

——

Per cert, la Comissió Nacional dels Mercats i la Competència (CNMC) ha obert un expedient sancionador a Gas Natural Fenosa i Endesa Generación per una presumpta manipulació del mercat de generació elèctrica amb l’objectiu d’augmentar els ingressos.

———

NOTA: Suposem que, a les definicions dels problemes (A) i (B), canviem “més recursos” per “el màxim de recursos”. És una modificació que no afecta al fet de tenir o no tenir restriccions i que en canvi facilita la formalització perquè ens permet parlar de màxims i mínims i d’optimització. En aquest cas, el problema (A) és un problema d’optimització amb restriccions: tenim un conjunt de variables (que per simplificar anomenaré v) que són els factors sobre els que podem actuar, volem maximitzar alguna cosa que és funció d’aquestes variables, però tenim uns límits (les restriccions) que no podem superar. En el cas concret d’obtenir aliments del mar, les variables poden incloure la quantitat anual de pesca, els llocs on es prohibeix pescar, el tipus de pesca, les normes regulatòries, l’ús de piscifactories i altres. El que volem maximitzar és la quantitat anual d’aliments que obtenim, i que anomenaré f(v) perquè evidentment és funció de com acabem fixant el valor de totes les variables. Suposem també que g(v) és una funció que ens dona, en base a v, la quantitat anual d’aliments que podran obtenir els nostres besnéts d’aquí a cent anys, per exemple. Amb aquestes hipòtesis, el problema (A) es resol trobant un conjunt v de variables tal que maximitzi f(v) a la vegada que asseguri que g(v) >= f(v). Aquí, el signe “>=” indica “més gran o igual que”. En canvi, en el problema (B), el que estem demanant és maximitzar f(v) i a la vegada maximitzar g(v). Ho volem tot, i no ens plantegem cap límit. En aquest cas, és fàcil veure que el problema, des d’un punt de vista matemàtic, està mal formulat, perquè no ens podem plantejar la maximització simultània de dues funcions que depenen de les mateixes variables. De fet, el problema (B) té infinites solucions, depenent de la importància relativa que vulguem donar a les funcions f(v) i g(v). Per exemple, si considerem que nosaltres som el doble d’importants que els nostres besnéts, haurem de maximitzar la funció S(v)=2*f(v)+g(v). I si considerem que no és així, sino que nosaltres som la meitat d’importants que els nostres besnéts, haurem de maximitzar la funció S(v)=0,5*f(v)+g(v). Podem dir que tots som igual d’importants i decidir que el que hem de maximitzar és la funció S(v)=f(v)+g(v). Però, com que hem eliminat les restriccions, ningú ens assegura que al final, el valor de la funció g(v) sigui igual o major que f(v). Perquè la formulació (A) del problema permet la sostenibilitat mentre que la (B), no. Un exemple ben conegut de problemes de tipus (A) són els de programació lineal o programació quadràtica, amb algorismes ben coneguts per a la seva solució.

No anem bé, i ens ho diuen

dijous, 21/12/2017

Fa 25 anys, el novembre de 1992, uns 1.700 científics del món, incloent la majoria de premis Nobel en ciències vius en aquell moment, van fer una crida i una advertència a la humanitat. Deien que les activitats humanes provoquen danys que sovint són irreversibles en el medi ambient i en recursos crítics, i que moltes de les nostres pràctiques actuals posen en greu risc el futur que desitgem per a la societat humana i els regnes vegetal i animal, de manera que poden acabar alterant el món vivent. Explicaven que era molt urgent fer canvis fonamentals per tal d’evitar la col·lisió a la que ens estàvem dirigint. Textualment, deien això: “We the undersigned, senior members of the world’s scientific community, hereby warn all humanity of what lies ahead“, remarcant que era una advertència molt seriosa que ens estaven fent els membres més reconeguts de la comunitat científica sobre allò que ens espera. Aquí podeu llegir la declaració completa.

Fa tot just un mes, la revista científica Bioscience ha publicat l’article amb més autors de tota la història. El signen 15.372 científics de 184 països. El podeu llegir aquí. Fa esgarrifar. Amb la força d’aquestes quinze mil signatures, l’article parla de l’alarmant tendència dels indicadors que han estat estudiant, i constata que els humans no hem fet cas de la primera advertència d’ara fa 25 anys. Els autors donen un segon avís a la humanitat, dient que, amb el nostre consum desproporcionat i amb el nostre creixement embogit de població, no som sostenibles i estem posant en perill el nostre futur.

Els signants de la declaració de fa 25 anys i els 15.372 científics signants de l’article d’ara a la revista Bioscience estan extremadament preocupats per com estem gestionant els recursos naturals (aigua, oceans, boscos, espècies animals i vegetals), per com estem degradant el medi ambient (emissions de diòxid de carboni i altres contaminants, escalfament antropogènic del planeta) i perquè no sabem posar límit al creixement de la població humana. La figura 1 de l’article d’ara fa un mes, que podeu veure aquí, mostra que només hem sabut regular la capa d’ozó i la pesca marina. La resta d’indicadors continuen descontrolats. Es redueix l’accés a l’aigua dolça, s’incrementa el nombre de regions oceàniques costeres en les que la contaminació està impedint la vida, i es continua amb la desforestació, l’emissió de gasos contaminants i l’escalfament. A més, la nostra activitat depredadora fa que les espècies animals vagin desapareixent i que la biodiversitat es vagi reduint mentre la població humana creix sense control. Per cert, la imatge de dalt és d’aquest vídeo, “Gaia, la Gran Mare”.

Hi ha tres frases que voldria remarcar de la declaració de fa 25 anys. La primera és la constatació que la Terra és finita, i que ens estem acostant ràpida i perillosament a molts dels límits del nostre planeta. La segona és la necessitat imperiosa d’estabilitzar la població mundial. I la tercera, la tradueixo literalment: “L’èxit d’aquest esforç mundial requerirà una gran reducció de la violència i de la guerra. Els recursos dedicats actualment a preparar i fer les guerres, que ascendeixen a més d’un bilió de dòlars anuals, seran molt necessaris per les noves tasques que hem de fer, i hauríem de desviar-los per tant cap als nous reptes”. No hem fet cas en res, i tampoc hem reduït la despesa militar i les guerres. Segons el prestigiós Institut SIPRI, la despesa militar mundial l’any 2016 va ser de 1,686 bilions de dòlars. Un 68% d’increment. No sabem ser sostenibles, però sí que sabem gastar més en matar-nos i fer guerres, que és el que ens demanaven que reduíssim.

Els 15.372 autors de l’article de Bioscience diuen que la humanitat ha fracassat i mostren, amb dades, que estem molt pitjor. Insisteixen que cal estabilitzar la població del món, i diuen que si volem salvar el planeta (i nosaltres de retruc) hem de modificar els nostres comportaments individuals, cosa que inclou la nostra pròpia reproducció, amb un màxim de dos fills per dona.

Hi ha un punt molt significatiu, en això que diuen ara els científics. Diuen que cal una munió d’esforços generats per “organitzacions que vinguin del poble”, per tal de superar l’obstinada oposició actual als canvis i fer que els líders polítics “es vegin obligats a fer allò que és correcte” segons l’evidència científica. Perquè durant aquests 25 anys, l’experiència ens ha demostrat que tot el món (inclosos els polítics) es mou en base als negocis i als diners, sense considerar les necessitats de les persones. Hem vist que el sistema no funciona, i ara sabem que les corporacions i els estats no actuaran. Hi ha massa interessos privats. La única solució és l’ètica, amb noves idees que vinguin de les persones, i, com bé diuen, amb pressió i noves solucions aportades per organitzacions que vinguin del poble.

Se’ns acaba el temps.

——

Per cert, Stéphane Hessel deia que els dos grans reptes actuals de la humanitat són el de resoldre la immensa separació que hi ha entre els molt pobres i els molt rics, i el dels drets humans, la democràcia i la conservació del planeta. Hessel deia que el poder dels diners mai no ha sigut tan gran, insolent, i egoista amb tots, des dels seus propis servents fins les més altes esferes de l’estat.

On és, la informació?

dissabte, 16/12/2017

Els informàtics som cuiners d’informació. La guardem i la processem. La treballem, la preparem i intentem fer-la més digerible. A mi personalment, m’agrada treballar la informació geomètrica que permet modelitzar i representar la forma de tot el que ens envolta, però hi ha companys que són especialistes en camps tant diversos com el de la informació relativa al color i aparença dels objectes, l’anàlisi de dades, l’estudi d’informació textual, la interpretació d’imatges, el tractament de dades de sensors, la interpretació de la informació que donen els escàners mèdics, l’anàlisi de tot el que hi ha a internet, i molts d’altres. La informació es pot obtenir, emmagatzemar, enviar, compactar, des-compactar, filtrar, comparar, transformar, sintetitzar, i fins i tot crear.

Però, com es guarda? Us heu preguntat alguna vegada com és que les targetes externes de memòria dels nostres telèfons, com la de la imatge, poden guardar fotos, vídeos i documents? On són, les fotos? Ens hem acostumat a aquest estrany món màgic en el que podem veure noticies de tot el món pràcticament en temps real ben asseguts al sofà de casa i en el que podem parlar i veure les persones que estimem mentre caminem pel carrer i mirem la pantalla del mòbil, i ja res ens sorprèn. Però, ben mirat, no deixa de ser meravellós. Hem après a fer uns petits objectes, prims i petits com una ungla, minerals i inerts com les pedres, però que, amb la seva sofisticada estructura interna, poden guardar milers de fotos i vídeos. Són plaques minerals que amaguen un immens volum d’informació. La targeta que veieu a la imatge, de 32 GB, té espai per uns 64.000 llibres com el que ara mateix estic llegint.

L’Emilio Lledó ens parla d’aquest invent màgic que va ser l’escriptura. Ens diu que l’escriptura va ser el primer artifici per subjectar el riu del temps, permetent que el “després” no es dissolgués per sempre i que les paraules pronunciades no s’esgotessin en l’oralitat. Només l’escriptura va poder allargar la vida de la memòria, consolidant una cultura que abans, únicament amb la tradició oral, era immensament fràgil. Perquè quan parlem, estem comunicant informacions a travès de vibracions de l’aire, vibracions efímeres que es perden per sempre més si ningú, en aquell lloc i moment, les escolta. En canvi, l’escriptura aconsegueix el miracle de permetre la comunicació entre dos instants diferents de temps, amb marques a tauletes d’argila o marques de tinta a pergamins que perduren anys i anys. Per això, l’Emilio Lledó diu que el llibre és, abans que res, un recipient on reposa el temps, una presència que, paradoxalment, és carregada d’absències de manera que la lectura conjuga dues temporalitats, la de qui el va escriure i la de qui el llegeix. Jo només afegiria un detall: els llibres són recipients on reposa el temps, però també són regals d’informació. Fins el descobriment de la fotografia i el cine, els llibres van ser pràcticament els únics recipients (o contenidors) d’informació que va tenir la humanitat.

La informació és allò que ens permet conèixer, entendre, tenir arguments, decidir amb coneixement de causa. Però no existeix per sí sola. Li cal un substrat, basat en la matèria o en l’energia. I si no el té, desapareix. La matèria ens serveix per guardar-la, l’energia per enviar-la. Les lletres de tinta a les pàgines dels llibres codifiquen la informació del text en base a unes determinades pautes de forma i ordre. Quan llegim, aquest ordre material ens arriba a la retina gràcies a l’energia d’aquests fotons efímers que surten de la pàgina i que justament existeixen gràcies a uns altres fotons, els de la làmpada de casa. Tot és ben subtil. No podem llegir sense fotons, i els fotons, sense ulls que mirin, es perden junt amb la seva informació. Però la conjunció de pàgines escrites, fotons i mirada fa que la informació arribi al nostre cervell i que quedi emmagatzemada a les connexions entre neurones. És la informació dels llibres, cartells, imatges i vídeos, que ens arriba gràcies a la llum i que acaba guardant-se en petites modificacions de la matèria que conforma el nostre cervell.

Guardem informació visual, auditiva i en general sensorial al cervell, i el nostre cos guarda, a la seqüència de nucleòtids de l’ADN, tota la informació genètica que permetria fins i tot clonar-nos. Creem informació amb tots els correus electrònics i missatges que enviem, informació que al menys durant un temps ens queda guardada als nostres mòbils i portàtils. El vent que s’emporta les espores i llavors, ajuda a disseminar informació de les plantes, a la vegada que informa les abelles de les flors que requereixen pol·linització. Fins i tot rebem informació dels estels, codificada en l’espectre dels fotons de la seva llum. Perquè la informació no és cosa nostra. Fa milions d’anys que va repetint aquest cicle de la informació inherent a la matèria, que s’envia, es rep, es torna a guardar segurament una mica modificada, i així successivament.

Quan veig una targeta Micro-SD com la de la imatge no deixo d’admirar-me. Penso en els primers ordinadors de memòria de nuclis de ferrita, amb els que vaig tenir el privilegi de poder treballar. A la imatge de sota teniu una foto d’un tros d’una d’aquestes memòries, amb 2.500 nuclis. Compareu la mida (el meu dit pot servir de referència) amb la de la targeta de la imatge de dalt, on hi caben 32 mil milions de Bytes. En canvi, com que cada nucli podia guardar un bit, el tros de memòria de la foto podia emmagatzemar uns 312 Bytes. En aquesta web podeu veure el seu funcionament.

Però les memòries de ferrita van desaparèixer amb l’aparició dels circuits integrats i la miniaturització. Vam passar pels grans discs durs, pels disquets, pels CD i pels DVD. Els CD són com camps llaurats, amb solcs que marquen els bits individuals d’informació. Ho podeu veure, per exemple, a les imatges d’aquesta web. I, tornant al principi, on és la informació que guardem en un llapis de memòria o en una targeta Micro-SD? Les memòries flash no tenen nuclis de ferrita ni solcs, sino pous. La targeta de la imatge conté un total de 256 mil milions de pous microscòpics de potencial, ben aïllats, cada un dels quals pot atrapar i guardar electrons sense deixar-los sortir. La informació es guarda en pous plens i pous buits, que codifiquen els bits de tot allò que hi posem. Podem deixar la targeta en un calaix i al cap d’uns anys connectar-la via USB a l’ordinador. Comprovarem que la informació és allà, ben guardada. A les targetes flash no hi ha lletres ni píxels; només pous d’electrons.

La informació és etèria, però sabem que necessita una base material on reposar. És la gran paradoxa, que fa que sigui limitada, en temps, en espai i en volum. Pot durar centenars de milions d’anys, en trossos d’ADN que trobem en restes fossilitzades d’antics animals i plantes. O pot ser efímera, quan per error esborrem allò que acabem d’escriure. Aquest límit temporal és dramàtic. Hem perdut la majoria de manuscrits de l’antiguitat i ens hem de conformar amb el poc que ens està arribant. El temps és inexorable, i acabarà escombrant, moltes vegades de manera aleatòria, gran part del que ara ens sembla important. I també és evident que la immensa majoria de les fotos que es fan els joves d’avui en dia no arribaran pas als seus néts. Però a més és limitada en espai perquè és molt rar que no romangui a la Terra. I ho és en quantitat i volum perquè necessita un determinat substrat material que la emmagatzemi. Per tant, el nombre màxim de bits d’informació té un límit, que és de l’ordre del nombre d’àtoms (o partícules) a l’Univers, i que a la seva vegada és de l’ordre de 10 elevat a la potència 82. Un 1 seguit de 82 zeros. És un valor absolutament gegantí, però és un límit. La informació, a cavall entre la matèria i l’energia, és allò tan estrany, eteri i limitat que ens regalen els llibres quan els llegim a l’ombra d’un arbre.
———

Per cert, Vicenç Villatoro cita un acudit dels temps de Franco, que deia: “En España no se persigue a nadie por sus ideas, siempre que se mantengan en su espacio natural, que es el cerebro”.

Quanta gent hi cap, al món?

dijous, 7/12/2017

És una pregunta que m’he fet moltes vegades. És clar que la quantitat de persones que viuen al món té un límit, i que saber-lo ens pot ajudar a fer les coses una mica millor en aquest segle que estem iniciant. No podem créixer de manera indefinida. Per això em va agradar la pregunta sobre quanta gent pot viure al món de manera sostenible, i per això vaig llegir amb curiositat la resposta de fa pocs dies d’en Pere Puigdomènech a Big Vang. En Pere diu que hem de pensar en els 9.500 milions d’humans que probablement viuran l’any 2050, i que caldrà poder tenir aliments per a tothom. També opina que en aquelles dates és previsible que arribem a una estabilització de la població humana. És un tema polèmic i difícil de contestar des d’una perspectiva de ciència, perquè depèn de molts factors imprevisibles. De fet, hi ha altra gent que considera que la població humana continuarà creixent més enllà dels deu mil milions de persones abans d’estabilitzar-se durant aquest segle.

Tot i que la resposta d’en Pere Puigdomènech no parlava de xifres, adduint que és una pregunta molt difícil contestar de manera categòrica, m’agradaria anar un pas mes enllà i veure si podem dir alguna cosa des d’una perspectiva quantitativa.

Crec que hi ha una constatació que ens pot ser clarificadora: actualment, som 7.600 milions de persones i estem vivint de manera no sostenible. No ho dic jo, ho diu el comitè IPCC de la ONU en informes basats en una anàlisi rigorosa de les evidències, que actualment són acceptats i reconeguts per més del 95% dels experts científics. Es calcula que, a principis del segle XX, al món vivien menys de dos mil milions de persones. Després de la segona guerra mundial, però, el creixement demogràfic es va disparar i en només 50 anys vam passar dels 3.500 milions de persones del 1960 als actuals 7.600 milions. Es pot interpretar com un signe de progrès, al menys per alguns. Però no de sostenibilitat. Per a ser sostenibles, hem de saber viure de manera que els nostres néts i els néts dels nostres néts puguin tenir el mateix entorn ambiental i com a mínim la mateixa qualitat de vida que tenim nosaltres. De la mateixa manera que si uns amics ens deixen la casa uns dies hem de procurar deixar-la igual que la vam trobar en arribar, els nostres descendents tenen el dret de rebre un planeta en bones condicions i nosaltres tenim el deure d’aconseguir-ho. Malauradament, l’IPCC ens recorda que no ho estem fent i que, amb la depredació de recursos i amb l’actual escalfament antropogènic, ens estem acostant al suïcidi com espècie. La Naomi Klein diu que finalment estem començant a acceptar que el canvi climàtic porta al desastre econòmic i a les guerres. Però una prova fefaent que no estem vivint de manera sostenible són els objectius de desenvolupament sostenible de la ONU. En aquests 17 objectius, la ONU ens indica el que cal fer si volem ser sostenibles d’aquí a 13 anys (i per tant, ens avisa que ara no ho som): eradicar la pobresa i la fam al món, assegurar la cobertura sanitària i una bona educació a tothom, garantir la igualtat de gènere, tenir aigua i energia per a tothom, reduir les desigualtats, aturar l’escalfament del planeta, treballar per la pau i per la justícia global, i molts més. No estem vivint de manera sostenible, i només tenim 13 anys per demostrar-nos que, els que ara som al món, ho podem arribar a fer. Ens queda molta feina per poder-nos posar el rètol de sostenibles. Perquè és cert que som 7.600 milions. Però la gran majoria no viuen de manera digna, i això no és sostenible. No podem passar aquest món als nostres besnéts si abans no l’endrecem.

Per tant, el primer dubte és aquest: som capaços de treballar per a que la població actual de 7.600 milions pugui viure de manera sostenible?. No és pas clar, sobretot tenint en compte que les condicions ambientals (sequera, desertització, menys aigua, condicions meteorològiques més extremes) aniran en contra dels objectius de sostenibilitat. Si no ho podem aconseguir, això serà probablement un indicador que el nombre d’habitants que pot viure al món de manera sostenible és inferior als actuals 7.600 milions.

Podem fer diverses hipòtesis i estimacions. Una possibilitat és extrapolar a partir de la densitat de població a diferents països. La superfície habitable de la Terra és de 148.940.000 quilòmetres quadrats, que podem deixar en 134.940.000 si no comptem l’Antàrtida. Per posar només dos exemples, la densitat de població de Dinamarca és de 134 persones per quilòmetre quadrat, i la de les terres de Lleida és de 35. Si tot el món tingués la mateixa densitat que Dinamarca, estaríem parlant de 18.000 milions de persones; si acabés tenint la mateixa densitat que les terres de Lleida, tindríem una xifra de 4.700 milions. I amb la d’Osona, 16.800 milions. És un exercici que permet visualitzar de què estem parlant. Només extrapolant a partir de comarques diferents del nostre entorn, passem de quatre mil a setze mil milions de persones.

Podríem tractar de fer estimacions a partir d’alguns recursos que poden arribar a ser crítics. Com que alguns països (sobretot Africans) tenen greus problemes d’accés a l’aigua, la seva densitat de població haurà de ser forçosament inferior que la que actualment veiem a comarques com les de Lleida, Girona o Tarragona. El mapa d’aquesta pàgina web és ben clarificador. Tindrem noves solucions tecnològiques per accedir millor a l’aigua, però el canvi climàtic ens va en contra. El mateix passa amb la contaminació. La imatge de dalt, d’un satèl·lit de la ESA i que podeu veure a aquesta pàgina web, mostra el grau de contaminació ambiental per diòxid de nitrogen a la zona del sud d’Europa. Els nivells altíssims a Barcelona, Saragossa i Madrid no poden ser més explícits. És una prova del que acabem fent els humans quan vivim massa concentrats. Mirant el mapa, penso que voldria anar a viure a la Cerdanya. I una extrapolació a partir de la densitat de població de la Cerdanya, de 32,4 persones per quilòmetre quadrat, ens dona una població mundial de 4.374 milions de persones.

També podem tenir en compte el que ens acaben de dir ni més ni menys que quinze mil tres-cents seixanta-quatre científics en un article publicat a la revista Bioscience i que podeu llegir aquí. En parlaré amb més detall un altre dia, però permeteu-me que citi un parell de frases de l’article. Argumenten que cal estabilitzar la població del món, i diuen que si volem salvar el planeta (i nosaltres de retruc) hem de modificar els nostres comportaments individuals, cosa que inclou la nostra pròpia reproducció, amb un màxim de dos fills per dona.

És clar que la pregunta de quanta gent pot viure al món de manera sostenible és difícil de contestar i que la resposta no pot ser cap xifra exacta, però l’anàlisi quantitativa a partir de diverses hipòtesis i estimacions ens pot ajudar. Podríem continuar fent l’exercici en base a altres recursos crítics, però jo m’atreveixo a fer una predicció: segurament anirem trobant valors del límit de població entre els 4.000 milions i els 16.000 milions. En tot cas, això dels intervals és una estratègia ben aconsellable. Quan sabeu que un determinat fenomen té un límit que d’altra banda és difícil d’estimar, podeu intentar fer moltes prediccions diferents partint de diverses hipòtesis, i al final tindreu un interval de valors en el que probablement es trobarà el límit que voleu saber.

Trobar un interval probable d’entre quatre mil i setze mil és millor que res, però encara ens diu poca cosa. I la meva opinió és que hauríem de pensar més en el limit inferior que en el superior, si volem assegurar la sostenibilitat. Perquè evidentment, la dificultat d’esdevenir sostenibles creix amb la quantitat total de població (els matemàtics dirien que es tracta d’una funció monòtona creixent), i perquè encara no hem pogut demostrar-nos que ara som capaços de viure de manera sostenible. La responsabilitat és totalment nostra, i ho veurem durant els propers 13 anys. Si l’any 2030 aconseguim els objectius de la ONU, podrem assegurar que el nostre límit és de l’ordre dels 8.000 milions. Però si no ho aconseguim, és que el límit, amb les capacitats tecnològiques actuals, és inferior. Els humans, que tant hem après a controlar la natura, ens haurem de controlar a nosaltres mateixos.

——

Per cert, permeteu-me que citi un cop més en en Jason Hickel i en Herman Daly, que diuen que el gran repte de l’enginyeria del segle XXI és fer compatible un fort creixement del nivell de desenvolupament humà a nivell planetari amb una reducció de recursos als països rics.

La personalitat de la Tay

divendres, 1/12/2017

La Tay va ser un robot dissenyat per conversar. Era un “ChatBot“, terme que no és més que una contracció de xerraire (chatter) i robot, i que va ser proposat l’any 1994 per en Michael Mauldin. Aquests robots són programes informàtics que simulen converses, participen en xats, i es comuniquen amb persones. Els més habituals i senzills analitzen paraules clau de la nostra pregunta i construeixen la seva resposta tot consultant una base de dades de paraules i expressions. Moltes vegades els hem de patir en els sistemes telefònics d’atenció al client i en alguns centres de trucades. Són robots de xat específics per a converses relacionades amb un propòsit determinat i no per a qualsevol tipus de comunicació humana.

La imatge, que podeu trobar a aquesta web, és la que van escollir els creadors de la Tay. Val a dir que els robots xerraires són ben peculiars. No són materials. Són conjunts de bits, programes informàtics que necessiten un ordinador per a poder reaccionar i actuar. Els anomenem robots perquè reaccionen als nostres estímuls, actuant i creant respostes. Pertanyen, en definitiva, al que ara anomenem “aplicacions”. En tot cas, la Tay era especial, perquè tenia això que diem “intel·ligència artificial”. Les seves reaccions no estaven programades, sino que eren conseqüència del que havia après. Contestava en base al que “sabia”, i cada nova pregunta li servia per aprendre una mica més. Va ser creat per Microsoft amb aquest nom, Tay, que no és més que un acrònim: “Thinking about you“. Tay va ser dissenyat per imitar la conducta d’una noia nord-americana de 19 anys. Tenia un sofisticat sistema d’aprenentatge profund que li permetia aprendre mentre anava interactuant amb usuaris humans. I el 23 de març de 2016 va iniciar la seva aventura com una usuària més de Twitter. Va ser, però, una aventura ben curta, de només dos dies. En només 16 hores, Tay va enviar més de 96.000 tuits mentre s’anava fent racista i mentre anava enviant missatges cada cop més xenòfobs i amb més càrrega sexual. El van haver de desconnectar i Microsoft es va disculpar públicament.

Tay havia estat dissenyada per a fer-se més intel·ligent a mesura que els usuaris (sobretot els joves) anessin interactuant amb ella i li anessin enviant tuits. Però es va trobar en un entorn on bàsicament només hi havia violència, intolerància i insults. I ràpidament s’hi va adaptar, difonent tot tipus de frases racistes i masclistes i un bon nombre d’invectives d’odi. Va aprendre ben ràpid de tot allò que els humans li van tuitejar. La primera reacció de l’empresa va ser dir que Tay era una “màquina d’aprenentatge” i que algunes de les seves respostes eren inadequades, també indicatives dels tipus d’interaccions que algunes persones tenen amb ella. Però desprès, l’empresa va haver d’admetre que l’experiment no havia anat bé. Tot i que una de les directores de l’empresa, Satya Nadella, creu que aquest tipus de robots de xat són el futur de les aplicacions pels mòbils i que aviat els acabarem tenint al correu electrònic i a la missatgeria, el cert és que cal trobar maneres de prevenir que els usuaris d’internet puguin influir de manera negativa en ells per tal de garantir el respecte als principis ètics.

El sistema d’aprenentatge profund de Tay i de moltes altres aplicacions actuals d’intel·ligència artificial, es basa en una xarxa neuronal de moltes capes, en general més de 10. Justament, el terme “aprenentatge profund” (Deep Learning) es deriva d’aquest fet que es treballa en múltiples capes, capes que treballen d’una manera que recorda el funcionament de les neurones del cervell amb les seves connexions. Cada cop que Tay rebia un tuit, els seus 140 caràcters s’enviaven a la primera capa de “neurones”. Les capes d’una xarxa neuronal són una munió de cel·les, cada una de les quals pot guardar un valor. En aquest cas, les cel·les de la primera capa acabaven guardant informacions diverses sobre el contingut, les paraules i l’extensió del tuit. Després, i a travès del gran entramat de connexions que hi ha entre totes les cel·les de la primera capa i les de la segona, es calculen els valors de les cel·les de la segona capa de manera tal que el valor que acaba guardant cada una d’aquestes cel·les és una barreja, amb coeficients i funcions específiques per cada connexió cel·la-cel·la, de tots els valors de les cel·les de la primera capa amb les que està connectada. Aquest procés es repeteix tantes vegades com capes té la xarxa neuronal, i el que surt de la combinació de valors de les cel·les de la darrera capa és el tuit de resposta. Tot i que l’estructura no és difícil d’entendre, una xarxa neuronal profunda només funcionarà de manera acceptable si els coeficients i funcions associats a totes i cada una de les connexions entre capes estan ben ajustats. I aquests són justament els valors que contenen “l’aprenentatge” que ha anat fent el sistema. Cada nou tuit que rebia Tay generava una resposta, però a més, ajustava una mica els coeficients i funcions associats a totes i cada una de les connexions entre les seves cel·les neuronals. Com a nosaltres, a Tay, l’experiència l’anava configurant i anava marcant la seva personalitat tuitera. L’únic problema és que Tay era massa innocent i s’ho creia tot.

Les aplicacions d’aprenentatge profund basada en xarxes neuronals de moltes capes estan revolucionant la intel·ligència artificial. Cada cop són més a la nostra vida quotidiana i cada cop hi seran més. Traducció automàtica, reconeixement de cares, publicitat personalitzada segons els interessos que se suposa que tenim, i una llista que no s’acaba. Però hem de tenir present que són una eina, i que les eines no serveixen per tot. Els martells van bé per clavar claus, però si tenim un cargol, millor que agafem un tornavís. En aplicacions d’aprenentatge profund, cal tenir en compte com a mínim tres eixos: el d’acceptació d’errors, el de la mida de les dades i el de la seva qualitat. El primer, el de l’acceptació d’errors, té relació amb l’ús que en vulguem fer, i amb un tret inherent a les aplicacions d’aprenentatge profund i a les xarxes neuronals: no sempre l’encerten, a vegades s’equivoquen, i a més és difícil saber el seu grau de fiabilitat. No ens ha d’estranyar. Nosaltres ens equivoquem, i les noves eines de la intel·ligència artificial, que ens volen emular, també. El que passa és que en alguns casos els errors són acceptables i en d’altres, no. Si estem traduint un text i la frase que ens dona el sistema de traducció no té sentit, la corregirem i no passa res. Però si un metge està planificant una operació quirúrgica i el sistema s’equivoca, el resultat pot ser fatal. Per això, en aquest eix d’acceptació d’errors, la traducció automàtica pot conviure amb moltes equivocacions i en canvi la planificació quirúrgica o el disseny de ponts no (per posar dos exemples). El segon eix, el de la mida de les dades, indica una cosa força lògica. Ens diu que l’aprenentatge automàtic millora a mesura que incrementem el nombre de dades que li subministrem per a que aprengui. I el tercer, el de la seva qualitat, ens fa veure que l’aprenentatge necessita dades fiables, ben contrastades i diverses. En aquest context, ara sabem que les aplicacions d’aprenentatge profund basades en xarxes neuronals són eines que només serveixen quan podem acceptar un cert nivell d’errors, quan podem fer que aprenguin amb moltíssimes dades (l’anomenat Big Data) i quan aquestes dades són de qualitat. És el que passa justament a la traducció automàtica: Google, per exemple, disposa de moltíssims exemples de traduccions de qualitat, fetes per traductors professionals, que utilitza per a que els seus sistemes aprenguin. I això és justament el que no va passar amb el robot Tay, que bevia d’informació esbiaixada i de baixa qualitat. I és el perill de moltes aplicacions i sistemes que ens poden arribar (una de les quals són les polèmiques i molt perilloses armes autònomes). Cal estar ben atents, perquè la intel·ligència artificial pot ser una bona eina en aquells casos en que ens trobem ben situats als tres eixos, però pot ser funesta si la volem fer servir per allò que no ens pot resoldre.

Si voleu tenir un sistema de resposta automàtica a consultes no crítiques i sabeu com preparar un bon mecanisme d’aprenentatge basat en moltíssimes dades fiables, les aplicacions d’intel·ligència artificial us poden aportar una bona solució. Però si el que voleu, per exemple, és dissenyar un rellotge de sol, no us hi penseu, i apunteu-vos als algorismes clàssics de la geometria i astronomia. I si no us podeu permetre que el sistema de resposta automàtica s’equivoqui, penseu en solucions alternatives, fiables i deterministes. Els martells, usem-los per clavar claus.

——

Per cert, en Ferran Sáez Mateu diu que les anomenades “xarxes socials” estan substituint o, com a mínim, començant a desplaçar la noció clàssica d’opinió pública. Pensa que el periodisme del segle XXI ha de ser capaç de perfilar una identitat pròpia en relació a la de les xarxes socials.

Arriben els nous temps de l’energia

divendres, 24/11/2017

Hi ha imatges que no necessiten explicació. Aquesta del costat és d’aquesta pàgina web de Lazard, ens diu el que no sempre ens acaben d’explicar bé. Mostra l’evolució temporal del cost anivellat de l’electricitat (LCOE) i compara les diferents maneres de generar aquesta electricitat.

L’LCOE, o cost anivellat de l’electricitat, és una mesura per comparar  mètodes de generació d’electricitat de manera consistent. Avalua el cost total mitjà de construir i operar una determinada central generadora d’energia al llarg de tota la seva vida útil, dividit per la producció total d’energia d’aquest sistema durant tota la seva producció. De fet, també es pot pensar que és el cost mitjà de l’electricitat, que permet calcular el preu de venda als consumidors un cop li afegim costos de distribució per les xarxes, beneficis i impostos diversos.

És clar que la mesura LCOE no té en compte factors ambientals ni d’escalfament del planeta, que ens donarien una dimensió diferent d’estudi en la que les energies clarament guanyadores serien les renovables. Ara bé, estudiant només l’LCOE, la conclusió ja és molt il·lustrativa. Mireu les gràfiques de la imatge, que podeu consultar amb més detall en aquesta pàgina web. Es tracta de costos reals, sense afegir-hi cap dels subsidis que apliquen i atorguen els governs. Veiem, per exemple, que el cost de l’energia eòlica ha estat sempre (des de l’any 2009) més baix que els de les centrals de carbó i nuclears, i que és més baix que el dels sistemes de producció amb gas natural des de l’any 2010. L’energia solar amb tècniques d’escala cristal·lina va passar a ser més barata que el carbó i les nuclears l’any 2013, i va acabar tenint un cost més baix que el dels sistemes de producció amb gas natural l’any 2015. A més, en el primer gràfic de la mateixa pàgina web, podem veure per exemple que el cost de l’energia produïda pels motors dièsel alternatius és el més alt de tots (més que les renovables, més que el gas, més que el carbó i les nuclears).

El cost de generar energia a partir de tecnologia fotovoltaica solar continua disminuint, i el cost mitjà d’aquesta energia fotovoltaica a escala de serveis s’ha reduït aquest any aproximadament un 11% respecte a l’any passat. L’energia renovable ha passat a ser més neta i més barata. Què esperem a elaborar i consensuar plans a llarg termini com el que tenen a Alemanya o com el de Dinamarca, quan sabem que cada any que passa estem fent més difícils les condicions en que hauran de viure els nostres néts? Sembla però que, a les nostres latituds, els agents socials estan més preocupats pel menjar d’avui mateix que per la reconversió i per la planificació sostenible a mitjà i llarg termini (segons el que es dedueix del que comento a continuació…).

——
Per cert, sindicats i patronal han demanat al govern espanyol que el trànsit a les renovables es faci de manera gradual i no rupturista, “sobretot si tenim en compte que Espanya és una potència mundial com a productor de vehicles gasolina i dièsel, així com de les seves parts i components”. Gran visió de futur.

Economia o ecologia?

divendres, 17/11/2017

En Jason Hickel, de la London School of Economics, diu que el gran repte de l’enginyeria del segle XXI és fer compatible un fort creixement del nivell de desenvolupament humà a nivell planetari, amb una reducció de recursos als països rics. Ho diu des la convicció que, si volem salvar el planeta i fer que tothom visqui amb dignitat, la única solució és que l’economia dels països rics decreixi.

És una idea que jo qualificaria de sorprenent, venint d’un economista, perquè estem acostumats a que sempre ens parlin de creixement. Ens diuen que el creixement és el motor econòmic del món: més recursos, més energia, més noves tecnologies, més productes de consum, més renda per càpita, més viatges i turisme, més de tot. Tot ha anat “bé” mentre hem pogut anar conquerint i explotant noves terres que han permès una substancial millora del nostre nivell de vida. Val a dir que, quan dic “nostre”, em refereixo a la setena part dels habitants del planeta que vivim als països del nord, aquesta setena part que tan bé ens mostrava en Hans Rosling al vídeo de la rentadora. Ara, quan el món ja se’ns ha acabat i cada cop és més difícil trobar nous recursos, tot se’ns ha complicat. Estem escalfant el planeta a nivells altament preocupants, estem incrementant les desigualtats i marginant gran part de la humanitat, estem destruint la diversitat i estem castigant els nostres néts sense que ells hi puguin fer res. Per això, en un moment en què el creixement està deixant de ser l’objectiu i es va convertint en un relat i un mite, les paraules de Jasen Hickel són molt oportunes..

No hem de perdre mai de vista els objectius i els reptes que tenim i tindrem. En paraules de Ellen Pikitch, l’important és crear una visió compartida d’una nova societat que haurà de ser sostenible a més de justa i equitativa. I ho haurà de ser per a tota la humanitat, per a les altres espècies i per a les futures generacions. Ellen Pikitch continua dient que el camí passa per tenir en compte les restriccions biofísiques que ens imposa el món real. És un objectiu ambiciós, totalment centrat en l’ètica, que es planteja la dignitat i la qualitat de vida de tota la humanitat present i futura i que no vol continuar depredant la biosfera. A més, el repte és arribar-hi, com diu, tenint en compte les restriccions biofísiques que tenim. Objectius ètics i reptes basats en restriccions. Res més proper a l’enginyeria, que habitualment ha d’aportar solucions per millorar la qualitat de vida en entorns plens de restriccions i límits, siguin de volum, pes, cost, temps, impacte ambiental o impacte social.

Hi ha un terme que s’està posant de moda i que trobo, si més no, delicat i polèmic. És el de “bioeconomia”. No m’agrada. Perquè economia, segons la seva definició habitual, implica creixement, diners i beneficis. Diners i beneficis que evidentment no són per a tothom, sino per a uns quants que es volen enriquir mentre incrementen les desigualtats al món. El que la humanitat necessita, segons Hickel i Pikitch, no és el creixement d’alguns i l’enriquiment d’uns pocs, sino tenir cura, de manera sostenible, de les necessitats de les persones. El gran perill d’aquesta “bioeconomia” és que acabi convertint la diversitat biològica del planeta en beneficis per a unes quantes fortunes. Mentre que els objectius ètics per al segle XXI inclouen una mínima qualitat de vida per a tota la humanitat present i futura, el perill de la “bioeconomia” és que sigui una manera de tapar i amagar objectius ocults d’enriquiment personal. Parlem massa de diners i massa poc de persones; i cada dia veiem massa objectius ocults i pocs objectius ètics. Per això, hi ha índexs com l’indicador genuí de progrés o com l’índex de progrés social que, per a mesurar el benestar, utilitzen factors basats en les persones. La imatge de dalt (que he obtingut d’aquesta pàgina web) mostra, per a la província canadenca d’Alberta, l’evolució de la renda per càpita (GDP) i de l’indicador genuí de progrés (GPI) entre els anys 1961 i 1999. Mentre la renda per càpita sembla indicar un gran progrés, el GPI ens indica més aviat una disminució de qualitat de vida. L’economia basada en els diners creix, però, què passa amb les persones?

Tornant a la idea dels límits i a la impossibilitat del creixement continu que defensen Hickel i Pikitch, l’ecologia pot ser-nos una bona mestra. Perquè som una espècie més en un món limitat, i tenim la responsabilitat de tornar el planeta a l’equilibri ecològic. L’altra dia, visitant el museu de la ciència, vaig estar observant les dues columnes de Winogradsky. Són recipients tancats de vidre, habitualment de forma cilíndrica però que també poden ser esfèrics, amb ecosistemes formats per molts tipus de micro-organismes que viuen perfectament sense necessitat d’interacció amb la resta de la natura. Els organismes de les columnes de Winogradsky no requereixen cap procés que impliqui creixement continu. Viuen en equilibri els uns amb els altres, alimentant-se de la llum que els arriba a través del vidre.

De fet, en Jason Hickel cita en Herman Daly, que en el seu famós llibre defensa l’economia de l’estat estacionari i del no-creixement. I, veient el que diuen tots dos, un es pregunta per què ens deixem enganyar per aquest creixement il·limitat que ens prometen els economistes clàssics, si som part d’un sistema ecològic limitat que hauríem de saber mantenir en equilibri.

———

Per cert, en Bru Rovira ens parla dels experts que aprofiten les escletxes del sistema per esprémer el bé públic i traslladar el botí a mans privades, cosa que diu que empobreix la resta de la societat on ells mateixos viuen amb un poder, despesa i privilegis fora de qualsevol mesura. Com ell mateix indica, els diners i els seus amos tenen ara més poder que els governs.