Arxiu de la categoria ‘Científics creatius’

El real i l’imaginari

dijous, 2/03/2017

Com deia l’Anthony Gottlieb fa uns mesos al New York Times, la ciència actual s’està tornant cada cop més estranya. Einstein es neguitejava perquè, segons la mecànica quàntica, sembla que Déu estigui jugant als daus amb l’Univers. Però ara sembla, en paraules d’en Gottlieb, que hàgim passat del casino i els daus a la màgia. Perquè resulta que segons les darreres teories cosmològiques, és probable que tota la matèria de l’univers, inclosos nosaltres, vinguem del no-res.

Els físics diuen que el món és una proliferació contínua i bellugadissa d’entitats efímeres que es creen i desapareixen sense parar. Segurament és (i som) un conjunt de vibracions, una munió d’esdeveniments i de relacions, no de coses. Ens ho explica en Carlo Rovelli en un llibre que ja he comentat alguna altra vegada. En Rovelli ens parla també de la teoria dels llaços, segons la qual l’espai, que no és continu, està format per petits grans o quàntums d’espai, cent mil milions de milions de vegades més petits que el més petit dels nuclis atòmics. Aquests minúsculs grans no són enlloc, no poden ser enlloc perquè ells són l’espai. I el temps? Sabem què és el temps? La veritat és que és un concepte que tampoc acabem d’entendre, entre altres raons perquè no és únic: podem parlar del temps psicològic que experimentem quan recordem el passat, del temps termodinàmic que va passant mentre la sopa es refreda, o del temps cosmològic de l’univers en expansió. Però hi ha coses que la física sí que ens explica una mica. Gràcies a Ludwig Boltzmann i a molts físics del segle XX, ara sabem que només hi ha diferència entre passat i futur quan hi ha calor, perquè la distinció entre futur i passat es basa en que la calor va de les coses calentes a les més fredes. I, per què hi va? Per què la sopa que tenim al plat s’acaba refredant enlloc d’escalfar-se encara més? De fet, la resposta a aquesta darrera pregunta és molt sorprenent, i es troba a la base de tota la física moderna: la calor va del que és calent al que és fred per atzar. Perquè en els xocs entre molècules d’un objecte calent i molècules d’un de fred, és molt més probable que les primeres passin energia a les segones que no pas que veiem el fenomen contrari. La calor no va de les coses calentes a les fredes obligada per cap llei absoluta, sino que hi va només amb gran probabilitat, com ens deixa clar en Carlo Rovelli. Sabem que la sopa al plat es refreda, però hi ha una petita probabilitat, molt i molt petita, que algun dia veiem que s’escalfa encara més. Des de fa més d’un segle, la física ha hagut d’abandonar les certeses i acceptar que l’únic que podem saber de molts fenòmens del món super microscòpic és si són més o menys probables.

En resum: la matèria, tan real i palpable, és un conjunt de relacions i vibracions. L’espai són grans que no es troben enlloc, i el temps sorgeix de la probabilitat. Quasi res, oi?

Parlant de probabilitats, el darrer llibre que ha escrit en Sean Carroll, “The big picture”, força polèmic i que tot just he començat a llegir, és tot un viatge que va del més ínfim al món que experimentem, veiem i sentim. Un viatge, guiat per la física i les probabilitats, per aquest món d’extraordinària bellesa i diversitat que gaudim cada dia. Ara sabem, diu Carroll, que tot el que hi ha, objectes, plantes, animals i nosaltres, està fet amb molt pocs tipus de partícules elementals unides amb molts pocs tipus de forces bàsiques: el món i nosaltres mateixos som agregats amb un nombre astronòmic de molt poques peces: som quarks, gluons i electrons. Carroll defensa a més el que anomena “naturalisme poètic”, afirmant que tot el real és el que hi ha a la natura i en que no hi ha res fora de la natura. Si escalem les lleis fonamentals de la natura al món, als planetes i a nosaltres, Carroll argumenta que podem arribar fins i tot a estimar la probabilitat que existeixin Déu, l’ànima i la vida després de la mort. Segons comenta també en Michael Shermer, la conclusió de Sean Carroll és que aquestes probabilitats són molt petites.

La conclusió de Sean Carroll és contundent i a la vegada respectuosa. No parla categòricament, només ens explica el que és probable i el que no ho és. I el cert és que nosaltres tampoc som gaire probables. En Tim Radford diu que és clar que els àtoms no tenen vida, però que poden formar agregats molt i molt especials que anomenem “tu i jo”. La vida és un petit i efímer episodi que capgira temporalment aquest viatge inexorable de l’univers cap l’increment constant de la seva entropia, imposat pel segon principi de la termodinàmica. La vida és el fruit quasi màgic de la tendència metabòlica (hereva de la química) a construir, crear i complicar-se. Tot, gràcies a les lleis de la física.

El cert és que no sabem què som. Sabem que som éssers conscients perquè podem llegir aquest i altres textos, però curiosament ningú sap què és la consciència ni la pot definir, com bé ens recorda en Tim Radford. Ara bé, el que sí sabem és quins són els nostres components, i hem pogut descobrir algunes de les lleis d’aquesta natura de la que som part inseparable.

Aristòtil pensava que la Terra era al centre de l’univers i que estava formada de només quatre elements: terra, aigua, aire i foc. També creia que el Sol, la Lluna i els estels eren divins i perfectes, fets de matèria no terrenal: la quinta essència o èter. En vint segles hem avançat una mica, i ara hem vist que tot és fet de quarks, electrons i gluons amb un bany energètic de fotons. Vam començar amb quatre elements i al cap de 23 segles en tenim uns altres quatre. Això sí, amb una diferència: sabem que no hi ha quinta essència i que tot, Cel i Terra, són fets de les mateixes partícules elementals.

L’important, ens diuen els físics, és separar bé el que hem arribat a saber i que hem pogut comprovar i constatar, del que imaginem i suposem. La humanitat, quan era jove, creia en la quinta essència, i nosaltres quan érem petits creiem en els reis mags d’orient. Després hem vist que els reis no són tan mags, que tot l’Univers és fet del mateix tipus de matèria, i que no hi ha fantasmes ni bruixes. I és que les coses són molt més senzilles quan les sabem veure sense prejudicis. És clar que tothom té dret a pensar en mites imaginaris, però és bo saber que la ciència i els físics ens ajuden a desgranar el real d’allò que és, amb molt alta probabilitat, imaginari.

———

Per cert, en Bru Rovira diu que el que s’hauria de debatre a la ONU i a les cimeres internacionals és si primer és la indústria i després la política, o bé si la política decideix sobre la indústria. És a dir, cal debatre qui mana en els assumptes de la pau i l’ordre.

Esferes amb personalitat

dijous, 23/02/2017

No sé si heu vist “El despertar de la força” (episodi setè d’Star Wars). Jo, he de confessar que no. Però vaig quedar atrapat pel que podríem dir-ne la “personalitat” del robot BB-8. Ho podeu veure en aquest vídeo, curtet, d’una entrevista als creadors del robot, Matt Denton and Josh Lee. Cal dir que és un objecte ben estrany. Roda en totes direccions, sempre amb el cap ben alt. Es para on vol, i mira qui parla amb moviments ràpids del cap que trobem divertits perquè ens recorden els nostres. Té una mena de simpatia artificial que se’ns fa difícil definir.

Quan veiem com es mou, no és gens evident entendre com ho fa. Com és que sap anar “on vol”? Com és que sempre va amb el cap dret? Com es pot fer que el moviment del cap sigui totalment independent del de l’esfera-cos? Com diu molta gent, el BB-8 és un dels personatges més carismàtics, interessants i ben aconseguits de la pel·lícula. Probablement perquè ho amaga tot dins la seva simplicitat esfèrica. Barregeu l’aparença externa més simple que pugueu imaginar amb moviments que ens resulten familiars, i el misteri està servit.

Sentiu curiositat per saber com funciona i què té dins? Jo en vaig sentir, i molta.

Disney va mantenir el secret durant dos anys, però finalment, l’any passat, ens va explicar com funcionava. Ho podeu veure en aquest vídeo (és una mica llarg, però podeu anar directament als minuts 37-39 que és on s’explica el funcionament; les dues imatges de dalt són d’aquests minuts del vídeo i presenten tant l’aspecte extern del BB-8 com els mecanismes interns). Cal reconèixer que funciona per control remot, i que per tant no és autònom; però crec que això no li treu mèrit ni interès. El mecanisme, en forma de creu, conté un eix quasi-vertical i un altre d’horitzontal que fa girar les dues rodes de plàstic que podeu veure a dreta i esquerra a la imatge. A la base de l’eix quasi-vertical trobem la bateria, els motors, els actuadors, els sistemes electrònics i de control i un giroscopi. El pes de tots aquests components fa que sempre quedin a la part de sota, mentre les dues rodes de plàstic es recolzen a la part interior de l’esfera i la fan girar, de manera no massa diferent a com els hàmsters fan girar la roda de la seva gàbia. Per girar, però, cal saber en quina direcció anem i cap on volem anar, i això no és fàcil dins d’una esfera tancada i fosca. Aquí és on intervé el giroscopi, que permet conèixer en cada moment l’orientació de l’eix inferior. En base a aquesta orientació i a la direcció en que volem que es mogui el robot, els actuadors inclinen una mica, a dreta o esquerra, aquest eix quasi-vertical inferior i el cos esfèric del robot avança i gira a la vegada. No és res que sigui massa complicat, tot es basa en els principis de la mecànica i en concret de la dinàmica.

Ara bé, com és que sempre porta el cap ben dret? Doncs perquè el cap és un objecte totalment separat del cos del BB-8. Es mou per la seva superfície esfèrica amb rodaments de boles, i es manté sempre en contacte amb ella per la força d’un conjunt d’imants que el deixen sempre damunt del plat metàl·lic que podeu veure a la part superior del mecanisme intern del robot. Tot plegat és en una patent que Disney va sol·licitar l’any 2010, cosa que demostra que aquesta idea del cap flotant no va ser pas un disseny improvisat.

La recepta del BB-8 és ben senzilla. Un motor elèctric intern que fa girar l’esfera, un eix que es manté quasi-vertical pel pes del motor i bateria i que governa els girs a més d’assegurar que el cap sempre és a la part superior, un cap independent que es mou amb imants i rodaments de boles. Tot ben embolicat amb una esfera i una mena de cúpula. El BB-8 sap amagar els seus mecanismes amb una pell i vestits geomètrics que el fan atractiu. Ja sabem que la personalitat neix del misteri…

Però, com diu la Carme Torras, els robots actuals ens porten a pensar a més en termes d’ètica. Perquè els sistemes industrials i els hominoides de la ciència-ficció, tan diferents fins ara, “comencen a confluir gràcies al ràpid desenvolupament de la robòtica assistencial i de serveis. S’estan dissenyant robots que puguin interaccionar amb les persones, ja sigui atenent discapacitats i gent gran, fent de recepcionistes o dependents en centres comercials, o actuant de mestres de reforç o de mainaderes”. És clar, com explica la Carme, que aquests anomenats robots socials plantegen un ventall de qüestions ètiques molt amplies i complexes, que no podem deixar de plantejar, debatre i resoldre.

Per cert, sabem fer esferes amb personalitat i fem plans per anar a Mart. Però el nostre gran fracàs actual és el de no saber utilitzar les eines que ja tenim, per resoldre problemes com els de la fam, els refugiats i desplaçats, la manca de seguretat humana i la mort indiscriminada de població civil. Joyce Luma (ONU) ha denunciat que no es vol posar fi a l’enfrontament fratricida pel poder dels rics recursos energètics.

La ciència i els camins

dijous, 19/01/2017

Fa poc vaig llegir una anàlisi que comparava els articles científics més rellevants de l’any 2015 amb els que van tenir més difusió als mitjans i a les xarxes. És d’aquesta pàgina web, que malauradament només és accessible als subscriptors, i que va ser dissenyada per Jen Christiansen. La web mostra les 25 institucions més productives del món segons l’index Nature 2015, que és un indicador que es basa en el nombre d’articles publicats en 68 revistes de la màxima qualitat científica. Les set institucions amb més articles de qualitat segons aquest índex són l’Acadèmia Xinesa de ciències, la Universitat de Harward, el CRNS Francès, l’institut alemany Max Planck, Stanford, el MIT i la Universitat de Tokyo (la llista de les 25 no inclou cap centre ni cap Universitat espanyola ni catalana). En una segona columna, podem veure els 25 estudis més citats per la premsa durant el mateix any 2015. Aquesta segona llista es basa en l’index Altmetric, que mesura el nombre ponderat de vegades que un determinat estudi científic ha sortit als mitjans de comunicació i a les xarxes socials. L’interessant és que d’entre aquests 25 estudis altament citats pels mitjans i xarxes socials i que inclouen bàsicament medicina i salut, biologia, pol·lució i canvi climàtic, només 8 d’ells venen d’institucions de la primera llista. Sembla que el que és socialment rellevant no acaba de coincidir amb allò que es considera punter en el món científic.

Cal dir que en Jan Christiansen ha creat també molts altres diagrames de “ciència gràfica”, com ell els anomena. Alguns els podeu veure a la seva pàgina web. Un dels que m’ha agradat és aquest, que mostra l’evolució del tipus de temes que han estat portada de la revista Scientific American des de 1920 fins 2014. En ell es veu clarament que han anat desapareixent els temes d’enginyeria més clàssica, deixant pas a la biologia i als nous descobriments en neurociència i evolució (a més de les constants troballes en física de partícules i astronomia). Tot va evolucionant. Però evoluciona lentament, poc a poc. Més pausadament que el que molts voldrien, en aquesta cultura actual de la velocitat i de la immediatesa.

La divulgació no és fàcil, justament perquè la gestió del temps en el món científic és molt diferent a la que podem veure en el món de la premsa, ràdio i televisió. Els mitjans demanen grans titulars, i els científics en tenen ben pocs. Els mitjans necessiten impactar amb l’anunci de grans resultats mentre el món de la ciència va fent camí, poc a poc i sense pressa, per senders que no tenen final. La gent demana conclusions i punts d’arribada, però els científics avancen pas a pas, i malauradament aquests passos no són noticia. En ciència, els moments singulars de les grans troballes són molt escassos. Einstein comentava que després de pensar durant mesos i anys, el 99% de les vegades el seu resultat era inútil i les conclusions falses. I Edison, en una frase que resumeix l’essència de la recerca, deia: “no he fallat, només he trobat deu mil camins que no funcionen”. Per què llegim una i altra vegada que s’ha trobat el remei contra el càncer, i per què ens agrada que ens ho diguin? Anem millorant, això sí, però lentament i gràcies a molts i molts investigadors que mai arribarem a conèixer i que ens van preparant el llarg camí dels descobriments. De tant en tant, tal vegada els articles de divulgació podrien parlar del camí, més que el de les suposades arribades. Perquè la recerca és més semblant a l’Angya i a una caminada de 20 o 30 quilòmetres que a una cursa de 100 metres lliures.

I la divulgació no és fàcil perquè és un joc d’equilibris que hem de fer tot caminant. Alguns amics físics em comenten que la teoria de la relativitat pot explicar-se de tres maneres: amb un llenguatge rigorós que només entenen els físics, amb un llenguatge intermedi que requereix un petit esforç per part del lector (no superior al que cal per llegir poesia, per exemple) o amb un llenguatge entenedor per tot el món; el que passa, diuen, és que en aquest últim cas ja no s’està explicant res de la teoria de la relativitat. La divulgació ha de nedar entre dues aigües, i en això rau la seva dificultat. No hem de suposar que els lectors ho saben tot, però tampoc cal tractar-los com a nens, perquè si llegim és per descobrir, entendre i acabar comprenent. I això sempre comporta un esforç. El científic fa camí, però el lector d’articles de divulgació, també.

———

Per cert, en José Ramón Alonso s’oposa a l’arrogància occidental i en concret a l’interès d’alguns per confirmar que el cervell de l’home blanc és més gran que els altres. Diu a més que tenim l’obligació de deixar el món als nostres fills millor de com l’hem trobat, i pensa que no ho fem.

El rellotge dels 10.000 anys

dijous, 5/01/2017

Els acords de llarga durada són sans i desitjables. Però segurament hi ha moltes més coses que podríem fer amb visió serena i a llarg termini. Sense anar més lluny, la Fundació “Long Now es proposa fomentar el pensament a llarg termini en el context dels propers 100 segles. El seu objectiu és oferir un contrapunt a la visió actual de “més ràpid i més barat”, en base a fomentar la responsabilitat i promoure el pensament “més lent i millor”. En el context d’aquest pensament a llarg termini, la Fundació utilitza dates de 5 dígits i diu que som a l’any 02017, per exemple.

L’inventor d’aquest rellotge dels cent segles, que és també un dels fundadors de Long Now, és en Danny Hillis. En Danny va presentar les seves idees ja fa més de vint anys, l’any 01995. En una declaració òbviament optimista deia que, tenint en compte que l’edat de la nostra civilització és de deu mil anys, aquest rellotge suposa el repte de no extingir-nos durant uns altres 10.000 anys, durant els quals caldrà que els nostres descendents sàpiguen tenir cura d’ells mateixos i del rellotge.

El rellotge està dissenyat amb materials resistents i estables que inclouen el titani a més del quars, boles de ceràmica per als coixinets i acer inoxidable marí amb un alt percentatge de molibdè. Es muntarà en un pou artificial vertical de 150 metres que està sent excavat en una muntanya de l’estat de Texas. És un rellotge clàssic, mecànic, però molt sofisticat. El seu pèndol de titani, amb un període de 10 segons, oscil·larà lentament impulsat per un típic mecanisme d’escapament i amb l’energia subministrada per un gran pes de pedra. Els dissenyadors han fet ja un prototip a escala reduïda, que es pot veure al museu de la ciència de Londres. El teniu a la imatge de dalt, que he obtingut d’aquest pdf. Però, qui i com donarà corda al rellotge? La resposta és que l’energia que necessita per funcionar la obtindrà en part dels visitants i en part del Sol. Els que vulguin visitar el rellotge es trobaran amb un molinet horitzontal, com el de l’àncora d’un vaixell però més gran. Com podeu veure al vídeo d’aquesta web, el gir del molinet farà girar el cabrestant del rellotge i aixecarà els pesos de pedra. Això sí, caldrà la força de dos o tres visitants. Quan no hi hagi visitants, el rellotge obtindrà l’energia a partir de les diferències de temperatura entre dia i nit. La llum solar entrarà per una finestra de safir orientada cap al sud situada dalt de la muntanya, i escalfarà una càmera d’aire que acabarà fent girar un cilindre de grafit. Aquest sistema subministrarà energia suficient per mantenir el pèndol en moviment, i a més servirà per corregir l’hora del rellotge a partir de la posició del Sol al migdia. Trobareu més detalls en aquest article científic. Tot està pensat per a que el rellotge pugui funcionar durant anys sense cap visitant i fins i tot sense llum solar. Si alguna erupció volcànica acabés amagant el Sol durant mesos o anys, la variació de temperatura entre dia i nit seria suficient per mantenir-lo en moviment.

Els visitants entraran a la gran cambra del rellotge, foradada a la muntanya, i hauran de començar a pujar. Després de passar els pesos de pedra, arribaran al molinet horitzontal per donar-li corda. A continuació, veuran 20 enormes rodes horitzontals amb enginyosos mecanismes de creu de Malta, que calcularan i tocaran més de 3,5 milions de melodies, totes diferents, al llarg dels segles. Una cada dia, al migdia, però només els dies que hi hagi visitants (perquè les campanes necessiten l’energia del molinet; el pèndol en té prou amb l’energia dels canvis tèrmics entre dia i nit, però no el mecanisme de tocar les campanes). Les campanades mai es repetiran, de manera que l’experiència de cada visitant serà única. El rellotge “calcularà” les melodies amb aquest sistema mecànic de ranures i passadors lliscants. De manera similar a la màquina diferencial de Babbage, generarà cada dia una seqüència diferent per a les deu campanes. Tot sense electricitat i sense energia externa. En Danny Hillis diu, ben cofoi, que aquest rellotge serà l’ordinador més lent del món. Mireu l’animació de les creus de Malta d’aquesta pàgina web. Oi que té el seu encant?

El rellotge també incorpora un sofisticat sistema per posar-se en hora automàticament, i treballa amb 5 temps diferents. El temps del pèndol és el que surt de comptar les seves oscil·lacions, i avança un pas cada 5 minuts (30 oscil·lacions de pèndol). El temps solar sense corregir es trobarà moodificant el temps del pèndol en base a l’equació del temps, mentre que el temps solar corregit tindrà en compte la posició del Sol al migdia. Aquest temps només es podrà obtenir els dies solejats; els altres dies, el sistema anirà emmagatzemant les correccions pendents, que seran recuperades i aplicades quan torni a sortir el Sol. Després tenim el temps solar mostrat, que només s’activarà i calcularà quan hi hagi visitants que donin corda al rellotge fent girar el seu molinet. Aquest temps solar mostrat inclou un calendari Gregorià que indicarà la data de la visita. Finalment, el temps planetari incorporarà una correcció per tenir en compte la reducció de la velocitat de rotació de la Terra, i ho farà amb una lleva que representarà i codificarà la funció quadràtica de correcció en la seva pròpia forma. El temps planetari és el que permetrà la visualització, cada cop que algú entri a mirar-ho, de la posició de tots els astres del sistema solar en aquell moment.

M’agrada aquesta idea del pensament a llarg termini, del pensament “lent i millor” que promou la Fundació Long Now. El fet de construir objectes i ginys de llarga durada és tot un repte, pels que els construeixen i per tots aquells que s’hauran de plantejar si en tenen cura o es fan responsables, davant els seus descendents, de la seva destrucció. Jo diria que ja ara tenim dos mons que conviuen. El món frenètic de la immediatesa, de la velocitat i de fer el màxim de coses en poc temps, i el món tranquil del pensament assossegat i creatiu. Són dues maneres de gestionar el temps. Dia a dia ens toca escollir quina adoptem. Però hem de ser ben conscients d’una cosa: la creativitat està renyida amb les presses i amb la visió a curt termini, perquè és ben conegut que les idees ens venen quan pensem lentament i sense angoixa. És el que ens expliquen els membres de la fundació Long Now. Aquest telèfon mòbil que portem a la butxaca i amb el que enviem centenars de missatges ràpids cada dia, existeix perquè moltes persones van estar pensant i donant voltes durant hores i hores, capficats en infinits problemes científics i tecnològics que ja no valorem. Van tenir temps, van tenir idees, van ser creatius, i ara en gaudim. Per això és bonic que, davant un món que pensa bàsicament en comprar, vendre, especular i enriquir-se el més ràpid possible, els responsables del projecte del rellotge dels deu mil anys ens expliquin que no tenen cap pressa: l’estan pensant pels nostres néts i pels besnéts dels nostres besnéts.

Per cert, en aquest context de treball tranquil i de llarga durada, els responsables de la construcció del rellotge diuen que no tenen cap data de finalització prevista. Pensen obrir al públic el seu rellotge dels cent segles una vegada estigui llest i acabat.

Einstein i les cinc cases

divendres, 23/12/2016

Fa poc, una amiga em parlava de l’endevinalla d’Einstein. Bé, de fet no és clar que fos proposada per Einstein, però val a dir que és interessant. Alguns suggereixen que Einstein la va inventar no pas com a test d’intel·ligència, sinó per desfer-se de la majoria d’estudiants que li demanaven que els dirigís la tesi doctoral. Una altra cosa que es diu és que Einstein afirmava que el 98% de les persones serien incapaces de resoldre-la.

Aquesta és l’endevinalla: En un carrer hi ha cinc cases de colors diferents i en cada una hi viu una persona de nacionalitat diferent. Els cinc amos beuen tipus de begudes diferents, fumen marques de tabac diferents i cada un té un animal de companyia diferent al dels altres (per cert, la imatge de dalt la podeu trobar a aquesta pàgina web). El que sabem és això:
1. El britànic viu a la casa vermella.
2. El suec té un gos d’animal de companyia.
3. El danès beu te.
4. El noruec viu a la primera casa.
5. L’alemany fuma Prince.
6. La casa verda és immediatament a l’esquerra de la blanca.
7. El propietari de la casa verda beu cafè.
8. El propietari que fuma Pall Mall cria ocells.
9. El propietari de la casa groga fuma Dunhill.
10. L’home que viu a la casa del centre beu llet.
11. L’home que fuma Blends viu al costat del que té un gat.
12. L’home que té un cavall viu al costat del que fuma Dunhill.
13. L’home que fuma Bluemaster beu cervesa.
14. L’home que fuma Blends viu al costat del que beu aigua.
15. El noruec viu al costat de la casa blava.

I la pregunta és: qui és que té un peix com animal de companyia?

L’endevinalla és un bon exercici de combinatòria i una bona mostra de l’ús de tècniques algorísmiques per resoldre problemes amb l’ajut dels ordinadors. Analitzem el que ens diuen. En primer lloc, és fàcil veure que dins d’aquestes 15 pistes trobem el color de totes les cases (blanc, groc, verd, vermell i blau), la nacionalitat de tots els seus habitants (britànic, suec, danès, noruec i alemany), les seves begudes (te, cafè, llet, cervesa i aigua), el seu tabac (Prince, Pall Mall, Dunhill, Bluemaster i Blends) i el seu animal de companyia (gos, ocells, gat, cavall i peix). El que hem de fer és posar en ordre totes aquestes informacions de manera que quedin relacionades segons les pistes que ens donen. A més, també hem de trobar en quin ordre tenim les cases, perquè algunes preguntes (com la 6) justament ens parlen de relacions de veïnatge.

Quantes possibles solucions tindríem si no ens donessin cap pista? Suposem que numerem les cases al llarg del carrer, de la 1 a la 5. Podem assignar nacionalitats dels habitants a cada una de les 5 cases de 120 maneres diferents, perquè el nombre de permutacions de 5 elements és 120. Ara bé, també tenim 120 maneres d’assignar color a les cases, 120 maneres d’assignar begudes als habitants de cada casa, 120 maneres d’assignar-los tabac i 120 d’assignar els animals de companyia. En total, el nombre de possibilitats és 120 multiplicat per sí mateix 5 vegades, o sigui 120 a la cinquena potència. En altres paraules: si volem anar provant fins encertar-la, hem de saber que el nombre total de casos possibles que haurem d’analitzar és de més de vint-i-vuit mil milions.

Per resoldre el problema de manera més eficient, és molt útil tenir una bona representació de la solució. En el nostre cas, pot ser una taula de doble entrada amb 5 files i 5 columnes. A cada una de les files tenim la informació de una de les cases (ordenada de manera que tenim la primera casa del carrer a la primera fila i la darrera a la fila 5), i, a cada una de les columnes, informació sobre el color de la casa, la nacionalitat de la persona que hi viu, la seva beguda, la seva marca de tabac i el seu animal de companyia. També es bo analitzar i classificar les pistes per veure quines d’elles són més informatives. N’hi de tres tipus. La 4 i la 10 són pistes estàtiques que ens permeten posar informació ja definitiva a la taula: la nacionalitat de la fila 1 és noruega, i la beguda de la fila 3 és llet. En un segon grup, tenim vuit pistes (les 1, 2, 3, 5, 7, 8, 9 i 13) que ens informen de relacions binàries entre dos elements de la mateixa fila de la taula (vegeu nota al final). Finalment, les 5 pistes restants (6, 11, 12, 14 i 15) són relacions de veïnatge entre cases de files contigües. L’interessant de tot plegat és que, amb les dues pistes estàtiques, les vuit binàries i dues de les de veïnatge podem reduir dràsticament l’espai de cerca i passar de les més de vint-i-vuit mil milions de possibilitats a 288, tot convertint un problema intractable en un altre de fàcil solució.

Ara ja podem continuar amb raonaments basats en les relacions de veïnatge. Podeu trobar la solució completa del problema a moltes pàgines web, si us canseu de fer proves. Fins i tot teniu vídeos, com aquest, que ens mostren la solució (l’amo del peixet és l’alemany) i una estratègia de prova i error per trobar-la. En tot cas, el bonic de veure és que, amb no massa feina, hem passar d’haver de tractar aquests vint-i-vuit mil milions de casos a uns quants centenars. I això és justament el que fem quan pensem algorismes per resoldre problemes amb ordinador: a l’oceà de possibles solucions, intentem descartar, amb el mínim esforç, camins que sabem que no ens portaran enlloc. És una manera de podar l’arbre de solucions possibles fins que el nombre d’alternatives sigui tractable. Llavors, podem continuar podant o podem simplement provar, per cada una de les opcions candidates que ens han quedat, si satisfan la resta de pistes o restriccions del problema (que en el nostre cas són les cinc de veïnatge).

———

Per cert, en Bru Rovira diu que els mateixos que ploraven  al Parlament Europeu durant l’acte d’entrega del premi Sàkharov a la llibertat d’esperit a la Nadia Murad i la Lamia Haji Bachar, van decidir la setmana passada que la UE podrà reenviar a Grècia, a partir del mes de març, els demandants d’asil que hagin entrat per aquest país.

———

NOTA: les vuit pistes (1, 2, 3, 5, 7, 8, 9 i 13) que codifiquen relacions binàries les podem expressar de manera compacte si anomenem les cinc files de la taula com C, N, B, T i A (color, nacionalitat, beguda, tabac i animal, respectivament. Direm que la pista 1 és N-C perquè ens relaciona la nacionalitat amb el color de la casa. De la mateixa manera, la pista 2 és N-A, i les altres sis relacions binàries són N-B, N-T, C-B, T-A, C-T i T-B. Són relacions que connecten elements d’una mateixa fila de la taula. Tenim quatre relacions N-x, mentre que el nombre de relacions que afecten altres columnes de la taula és menor. I ja sabem que el noruec viu a la casa 1, que la beguda de qui viu a la casa 3 és llet i que el color de la casa 2 és blau (pista 15). Veiem a més (per la relació N-C) que el britànic només pot viure a la casa 3 o a la casa 5 (no pot viure a la casa 1 perquè hi viu el noruec, ni a la casa 2 perquè és blava, ni a la casa 4 perquè en aquest cas, no tindriem cap parella de cases contigües que poguèssin ser verda i blanca, com requereix la pista 6). Tenim per tant dues possibilitats. Si el britànic viu a la casa 3, ja sabem tots els colors de les cases: la casa 2 ha de ser blava, la 3 ha de ser vermella, la 4 verda i la 5 blanca, i per tant, la casa 1 ha ser ser la groga). I en el cas que el britànic visqui a la casa 5, la casa 2 ha de ser blava, la 5 ha de ser vermella, la 3 verda i la 4 blanca, mentre que la casa 1 ha ser ser també la groga. En cada un dels dos casos, podem provar totes les possibilitats de la columna N, que ara són 6 (és el factorial de 3 i no de 5 perquè ja sabem que el noruec viu a la primera casa i que el britànic viu a la 3 o a la 5 segons el cas). Per cada una d’aquestes 6 possibilitats, les dues primeres columnes de la taula, C i N, ens queden ja determinades, així com un animal, dues begudes i dos tabacs (per les relacions N-A, N-B, N-T, C-B i C-T). Un cop fet això, la columna més determinada passa a ser la de la beguda, perquè sabem que la de la casa tercera és llet i en sabem dues més per les relacions N-B i C-B. Per tant, a la columna de la beguda tenim 2 possibilitats (factorial de 2), i encara hem d’usar les relacions N-T, T-A, C-T i T-B. Passem ara a treballar amb la columna del tabac, que és la que surt a les relacions N-T, T-B i C-T. Un cop més tenim 2 possibilitats (factorial de 2) pel fet de tenir 3 relacions.  Finalment, a la columna dels animals, les relacions N-A i T-A ens redueixen les possibilitats a 6 (factorial de 3). En resum: utilitzant la informació de les dues pistes estàtiques, de les vuit pistes binàries i de dues de les pistes de veïnatge (la 6 i la 15), veiem que només hem de provar 2*6*2*2*6 possibilitats (2 possibilitats de casa pel britànic, 6 per la resta de nacionalitats, 2 per la beguda, 2 pel tabac i 6 per l’animal). El total és 2*6*2*2*6 = 288. Estem parlant de menys de 300 possibilitats que haurem de provar ara en relació a les 3 pistes de veïnatge que encara no hem considerat.

Píxels de fa 120 anys

dijous, 1/12/2016

Hi ha idees que són més antigues del que pensem. Fa quasi 120 anys, concretament en un article a la revista “Electrón” escrit l’any 1898, José de Echegaray explicava un sistema per a la transmissió elèctrica d’imatges i moviments que segons deia estava desenvolupant un mestre a Viena. El sistema, certament enginyós, va ser un primer precedent, caigut després en l’oblit, de la televisió i fins i tot de les actuals imatges digitals i dels sistemes de tele-conferència.

José de Echegaray, mort ara fa cent anys, va ser un catedràtic de matemàtiques que va rebre el premi Nobel de literatura l’any 1904. Certament curiós. En això se’l pot comparar a Betrand Russell, l’altre matemàtic que també va obtenir el Nobel de literatura. Echegaray ha estat qüestionat molt sovint com escriptor, però cal reconèixer la seva extraordinària producció com a divulgador de ciència i la tecnologia, a més de la seva tasca com a professor. Echegaray deia que si hagués pogut, enlloc d’escriure drames i teatre, s’hauria dedicat únicament a les matemàtiques. No ho va poder fer perquè, com explicava, “el drama més desgraciat i el crim teatral més modest proporcionen molt més diners que la solució del més alt problema de càlcul integral”

L’article d’Echegaray es basa en les propietats del seleni, que és fotoelèctric. A finals del segle XIX ja era ben sabut que la conductivitat elèctrica del seleni augmenta quan rep la llum. Doncs bé, la idea que exposava Echegaray l’any 1898 (i que podeu veure a l’esquema a la imatge de dalt) es basava en aquesta propietat del seleni i en la idea, molt moderna, de píxel. Echegaray deia: “suposem que construïm una mena de tauler d’escacs amb petits trossets cúbics de seleni, perfectament aïllats i separats els uns dels altres, com un mosaic”. És un tauler de píxels (C a la imatge) que caldrà que col·loquem dins d’una cambra fosca i que rep els raigs de llum (B) que passen pel forat (A) de la cambra. Una munió de cables (I) connecten un dels terminals d’una pila o bateria (P) a tots i cada un dels cubs de seleni. A més, cada un d’aquests cubs està connectat i soldat a un sector circular, de coure, del cercle (E) de transmissió, de manera que el nombre de sectors independents i aïllats del cercle E és igual al nombre de cubs (píxels) del tauler C. Permeteu-me ara que citi textualment Echegaray: “Quan el sistema recull i projecta sobre el tauler (C) qualsevol imatge, el cap d’una dona, per exemple, les petites peces de seleni del encasellat del tauler general rebran diferent quantitat de llum. En plena llum estaran algunes; en plena ombra estaran altres. Moltes només rebran una mitja tinta. I aquestes ombres i aquestes llums formaran, com en la fotografia, per la seva varietat i intensitat: on la resistència és gran, el corrent serà petit; on la resistència sigui petita, arribarà el corrent amb més força. I d’aquesta manera, i amb aquest grapat de conductors, la imatge primitiva s’haurà convertit en una mena d’imatge elèctrica, en què ombres i llums, amb totes les seves gradacions, estaran representades per corrents elèctrics d’intensitat diferent. Serà veritablement una imatge elèctrica, que va caminant per uns filferros. Per uns anirà el cabell amb les seves ondulacions, les seves ombres i les seves llums. Per altres aniran els ulls amb els seus punts brillants i les seves pupil·les blaves o negres. Per altres, els llavis rosats o les suaus galtes. Una imatge dividida en petits trossos, tants com trossos de seleni comprèn el quadre general”. Però la seva idea de la transmissió elèctrica d’imatges no queda aquí, i Echegaray també incorpora el principi de seqüenciació en el temps. Un braç giratori (F), mogut per un motor (G), agafa a cada moment el corrent elèctric d’un dels sectors de coure del cercle de transmissió (E) i l’envia pel cable H1, de manera que entre l’emissor i el receptor de les imatges només cal que tinguem dos cables, els H1 i H2. A cada volta del braç giratori F, el sistema recorre i envia tots els píxels de la imatge projectada sobre C, sabent transmetre imatges en moviment a raó d’un fotograma per volta. Després, en el sistema receptor, un sistema braç-cercle idèntic al E-F envia els senyals elèctrics a un tauler semblant al C però amb petites bombetes enlloc de cubs de seleni. Echegaray fins i tot pensava que es podia arribar a enviar i reproduir imatges en color.

El sistema no es va arribar a fabricar de manera satisfactòria, segurament per la dificultat que hi havia, amb la tecnologia de finals de segle XIX, per sincronitzar els braços giratoris dels sistemes emissor i receptor. Però no podem negar que aquest invent portava ja l’embrió d’unes quantes idees que després van quallar durant el segle XX i que ara ens permeten interactuar a distància amb sistemes com skype, duo-google o hangouts. Moltes idees que ens sembla que són noves, no ho són tant, oi?

———

Per cert, la Rosa Montero cita un estudi que va analitzar més de 43.000 empreses multinacionals i que va posar de manifest que el 80% d’elles estava controlat per només 737 persones. Diu que, com que hi ha menys d’un miler de persones que dominen el món, els polítics haurien d’estar de part nostra, de part de tots els altres ciutadans, per intentar controlar aquests potentats.

Drons i canyes que salven vides

dijous, 27/10/2016

El nombre total de mines terrestres desplegades i enterrades no es pot saber amb certesa. Segons la Fundació de les Nacions Unides, aquest nombre podria ser d’entre 60 I 70 milions, mentre que segons la organització LandMineFree, pot pujar a uns 110 milions. Segons els informes de Landmine Monitor, el total de morts causats per aquestes mines des de l’any 1999 és de 96.492. El preu d’una mina oscil·la entre els 3 i els 30 dòlars, però el cost de detectar-la i desactivar-la, una feina molt perillosa, es mou entre els 300 i els mil dòlars. Per cada 5.000 mines desactivades hi ha una mitjana de 3 accidents: dos ferits i un mort. I la seva desactivació és un procés molt lent i feixuc: tenint en compte que l’any 2014 es van poder desactivar 230.000 mines i suposant que ningú plantés cap més mina, és fàcil veure que, mantenint el ritme actual, caldrien més de 261 anys per eliminar totes les mines del nostre planeta.

En Massoud Hassani va viure de petit a Afganistan, envoltat de camps de mines. Ben aviat va veure que calia inventar sistemes més eficients, més segurs i menys cars per detectar i desactivar-les i per retornar la seguretat a la població civil de moltes zones del planeta. En Massoud va emigrar ben jove, i després de passar per diferents països va arribar a Holanda, s’hi va establir i va estudiar disseny industrial. El primer invent per destruir mines enterrades, que ell va anomenar Mine Kafon l’any 2011, va ser el resultat del seu treball fi de carrera. S’inspirava en les joguines que ell mateix es feia quan era petit, objectes lleugers que el vent s’emportava. És una bola de ferro de 17 quilos amb un GPS, que suporta moltes extremitats radials fetes amb canyes que acaben amb peus de plàstic. El vent el va movent pel terreny, i el pes de 17 quilos fa que acabi activant les mines soterrades quan hi passa pel damunt. És una meravella de disseny, senzill i enginyós. La imatge de dalt (que podeu trobar en aquesta web) mostra el moment que fa explotar una mina. A cada explosió, el giny perd algunes potes de canya i alguns peus de plàstic, però només cal substituir-los per uns de nous, i ja es pot tornar a fer servir.

A partir de 2011, en Massoud es va associar amb el seu germà Mahmud i tots dos van fundar una empresa que s’ha convertit en la Fundació Mine Kafon. L’objectiu era millorar el primer disseny, i ho han aconseguit. Els drons que està començant a produir aquesta Fundació Mine Kafon són sistemes automàtics i segurs per a eliminar les mines soterrades. Són més sofisticats i eficients que l’invent amb canyes de fa cinc anys, i sobretot garanteixen que el terreny queda totalment netejat de mines, de manera automàtica i sense intervenció humana. Són Anti-armes per salvar vides. Amb uns quants d’aquests drons es podrien eliminar totes les mines actuals en només 10 anys. Els drons Mine Kafon treballen parcel·la a parcel·la, i ho fan en tres fases. En una primera passada per damunt del terreny, fan un mapa orogràfic molt precís que en alguns casos ja permet descobrir la situació de certes mines. Després, en una segona passada, el dron va recorrent el terreny a uns 4 centímetres del terra, amb un detector de metalls que acaba detectant totes les mines a la vegada que les localitza en el mapa orogràfic. Finalment, el dron agafa petits detonadors de la mida d’una pilota de tennis, i, amb cura, els deixa a cada una de les posicions on ha detectat una mina. Cada vegada que deixa un detonador s’allunya i l’activa a distància per a fer explotar la mina. Ho podeu veure en aquest vídeo. En acabar la jornada, ha eliminat totes les mines de la parcel·la sense cap intervenció humana. En Massoud diu però que els seus sistemes no són només ginys anti-mines, sinó que són una manera d’obrir una discussió sobre la consciència global. Són anti-armes per a remoure la consciència.

A pesar del tractat d’Ottawa de l’any 1997, signat ja per 162 països i que prohibeix la producció, ús, emmagatzematge i transferència de les mines anti-persona tot demanant la seva destrucció, s’estima que per cada mina enterrada n’hi ha una altra en algun magatzem, preparada per ser usada o destruïda. En altres paraules, en aquest món de bojos tenim una mina anti-persona per cada més o menys 40 persones. Val a dir que el tractat de prohibició de les mines d’Ottawa no ha estat signat per 34 països, i que entre els no signants hi ha els Estats Units, Rússia i la Xina. Davant aquesta passivitat dels Estats (denunciada reiteradament per Landmine Monitor, per exemple), Hassani s’ha dedicat a fer invents que puguin fer efectiu el tractat d’Ottawa. Els drons anti-mines d’en Massoud Hassani crec que són una escletxa d’esperança.

Per cert, el International Peace Bureau proposa, per arribar a la pau a Síria, l’embargament complet i absolut i la fi de l’enviament d’armes a Síria per part de tots els països del món. L’International Peace Bureau va rebre el premi Nobel de la pau.

Boires per beure

dimecres, 12/10/2016

L’Emili Teixidor ens parlava de Dídac, la Berta i la màquina de lligar boira. Què bonic, oi, això de les màquines de lligar boira?. L’Emili Teixidor comentava però que les màquines ens ajuden molt i fan molt servei, tot i que que això d’estalviar-nos el més petit esforç pot ser perillós: hem de vigilar que no ens deixin sense músculs i sense cervell, deia.

No sé si l’Emili Teixidor sabia d’en Carlos Espinosa Arancibia i dels experiments que va fer ara fa 60 anys (l’any 1956) a la carena de muntanyes que hi ha prop d’Antofagasta, al desert d’Atacama. En Carlos Espinosa va veure que podia atrapar les boires, que els locals anomenen camanchacas, i captar l’aigua que porten. I va inventar un sistema, una màquina estàtica, per escórrer les boires. Els atrapaboires no tenen parts mòbils perquè el que es mou és la boira. Els núvols que passen pel desert sense regalar ni una gota d’aigua, arriben a les muntanyes que el limiten i, convertits en boira, acumulen tota la humitat que manca a la plana desèrtica que s’estén als seus peus. Els atrapaboires els munyen i obtenen aigua neta i pura. Ho podeu llegir en aquesta web, que és d’on he tret la imatge de dalt, i ho podeu veure en aquest vídeo. De fet, a la ciutat de Peña Blanca, hi ha un centre de recerca sobre els atrapaboires.

El principi científic és ben senzill. Les xarxes verticals dels atrapaboires, amb forats de l’ordre d’un mil·límetre, condensen el vapor d’aigua dels núvols de manera semblant al que passa amb la rosada. El vapor es condensa, els fils de la xarxa es mullen, i part del vapor condensat es torna a evaporar tot refredant les gotetes ja condensades perquè l’evaporació absorbeix (necessita) calor, tal com ens explica la física. Els fils de la xarxa i les gotetes, més fredes, encara condensen més la humitat de la boira del núvol. I com que la humitat atmosfèrica es condensa a una velocitat més gran que la de la seva evaporació, les gotetes d’aigua van creixent de mida fins que cauen de la xarxa a les canonades que les recullen a sota.

L’aigua de boira serveix als habitants locals per viure, per cultivar horts, i fins i tot per fer cervesa. La comunitat agrícola de Peña Blanca explica que la fa “amb aigua de boira” recollida a la reserva ecològica de Cerro Grande. La cervesa, òbviament, es diu “Atrapaniebla“…

Els atrapaboires de Xile s’estan estenent per moltes altres regions desèrtiques que són prop de serralades. María Victoria Marzol ha estudiat el seu ús a les illes Canàries, i ara ja hi ha sistemes instal·lats a Tenerife i a la illa de Hierro. I a Perú, al districte de Villa María del Triunfo, un turó als afores de Lima, l’Abel Cruz Gutiérrez, president de l’associació “Peruanos sin agua“, és qui està impulsant una iniciativa similar.

El mateix Carlos Espinosa Arancibia ho explica molt bé en aquest documental. Moltes vegades, les millors solucions són ben senzilles i es poden fabricar sense haver de comprar grans dispositius. Diu que hem de saber viure aprofitant el que tenim. Els atrapaboires en són un bon exemple. Només amb una xarxa, pesquen i lliguen la boira en petits farcellets d’aigua potable.

———
Per cert, en Bru Rovira es pregunta què passaria si la construcció de la nova política europea es fes tenint com a principal pedra angular de qualsevol ideologia l’acció humanitària, de manera que la vida i la protecció de les persones fos el principi irrenunciable sobre el qual es construeix el discurs polític.

El temps i la vida

dijous, 8/09/2016

Fa 4.500 milions d’anys, la Terra era molt i molt calenta. Tot era un magma de minerals fosos. Després, uns 700 milions d’any més tard, quan ja hi havia atmosfera i oceans, el nostre planeta es va anar convertint en un bullidor de reaccions químiques. Però “poc” després, la química havia obert les portes a la bioquímica: sembla que els primers organismes cel·lulars, procariotes, ja hi eren fa uns 3.500 milions d’anys. És una xifra que fa fredor. La vida va colonitzar el planeta quan era ben jove, i ha anat evolucionant durant més de tres milers de milers de milers d’anys fins esculpir-nos a nosaltres.

De petits ens deien que els éssers vius es caracteritzaven per néixer, créixer, reproduir-se i morir. És correcte, però si pensem que néixer és la conseqüència directa de l’acte de reproduir-se i que la mort ja no és part de la vida, ens podem quedar amb la idea que la vida és sobretot créixer i reproduir-se. Aquests són els dos miracles de la vida: el metabolisme i la reproducció basada en la duplicació de l’ADN. Segons el físic Freeman Dyson, el metabolisme es pot definir com l’evolució d’una població en que algunes de les molècules catalitzen l’evolució d’altres. L’interessant és que s’ha vist que, sota determinades condicions, hi ha barreges de compostos orgànics que acaben evolucionant fins assolir un nivell auto-sostenible d’organització. Les reaccions catalítiques bioquímiques acaben fent el miracle i apareix el metabolisme. És un gran pas, però no n’hi ha prou, per tenir vida. Per això, en Freeman Dyson defensa la teoria del doble origen de la vida a la Terra. Dyson creu que al principi, en una etapa que anomena de bossa d’escombraries, hi havia agrupacions químiques amb un cert grau de metabolisme però sense reproducció. En un cert moment, de la bossa d’escombraries va sorgir per atzar un paràsit (proteïna com l’ADN, que es podia replicar) que, després de donar moltes voltes, va acabar “infectant” una de les criatures metabòliques primitives en un procés que va acabar sent fonamental per totes dues: la infecció va crear la primera proto-cèlula, el primer organisme metabòlic que es podia reproduir.

El metabolisme és anar en contra de la natura. És agafar energia de l’entorn per construir. Els animals construeixen nius, ruscs, teranyines i sistemes per a sobreviure amb una habilitat i perfecció que encara no sabem entendre, a més de construir el seu propi cos i fabricar els fills. Els animals més avançats construïm eines, bicicletes i tot tipus de ginys, a més de construir records. Al llarg dels anys, el metabolisme ens ajuda a  construir la memòria dels nostres records de manera similar a com les abelles fan els ruscs (per cert, la imatge de dalt és d’aquesta pàgina web).

Carlo Rovelli, en un llibre que fa uns mesos ja havia comentat i que està esdevenint un èxit de vendes, es pregunta d’on surt la vívida experiència del pas del temps. Diu que la indicació per respondre ve de l’estret lligam entre el temps i la calor, i del fet que només quan hi ha flux de calor el passat i el futur són diferents. El nostre metabolisme ens ajuda a reparar allò que no funciona al nostre cos, ens dóna l’energia que necessitem per viure i ens permet construir records. Però ho fa generant calor, aquesta calor humana que notem quan som en una habitació tancada plena de gent. Si no generéssim calor no podríem créixer i recordar, perquè qualsevol procés de construcció escalfa una mica més l’entorn i l’univers, segons ens explica el segon principi de la termodinàmica. Construïm records i recordem el passat perquè la calor del nostre metabolisme es dissipa cap al futur. La vida manté el flux de calor que separa passat i futur i l’utilitza per construir, en contra de la tendència natural de l’Univers.

En Carlo Rovelli també fa una analogia ben interessant. Diu que una altra manera de plantejar-se el problema de què és el pas del temps és preguntar-se què és el present: diem que allò que existeix pertany al present, perquè el passat (ja) no existeix i el futur (encara) no existeix. Però tot això és confús,  perquè des d’Einstein, en física no existeix la noció “d’ara”. Rovelli ens demana que comparem “ara” amb “aquí”. “Aquí” designa el lloc on és qui parla: per a dues persones diferents, “aquí” indica dos llocs diferents. És una paraula el significat de la qual depèn d’on es pronunciï. A ningú no se li acudiria dir que les coses d’aquí existeixen mentre que les coses que no són d’aquí no existeixen. Aleshores, per què diem que les coses que són “ara” existeixen” i les altres no? El present és un fet objectiu en el món o bé només és subjectiu, com “aquí”?. Rovelli diu que la física moderna ha fet candent aquesta qüestió, perquè la relativitat especial ha demostrat que la noció de “present” també és subjectiva. I de fet, Einstein ho deia ben clar. Quan va morir el seu amic Michele Besso, Albert Einstein va escriure una carta de condol a la seva germana, dient-li això: “En Michele se’n ha anat d’aquest món estrany, una mica abans que jo. Això no vol dir res. Les persones com nosaltres, que creiem en la física, sabem que la distinció entre passat, present i futur no és més que una persistent i cabuda il.lusió”…

———
Per cert, l’Héctor Abad Faciolince diu que, gràcies a que va escriure la injustícia que es va cometre quan van assassinar el seu pare, es va curar de la necessitat de venjança i de demanar la presó per als assassins. Pensa que l’important és veure com es podria viure millor, sense tantes morts, amb menys sofriment i més tranquilitat.

La nostra caseta a Laniakea

divendres, 2/09/2016

On vivim? Tenim un codi postal, vivim en un poble o ciutat, en una ubicació que podem preguntar al GPS. Fins i tot podem usar codis fàcils de recordar de tres paraules per localitzar qualsevol trosset de tres per tres metres al nostre planeta, com podeu veure aquí.

Però els astrònoms ens diuen que això que ens sembla tan sòlid, la Terra, és un punt perdut a l’Univers. Som a un dels astres del sistema solar, i el Sol és un dels quatre-cents mil milions (!) d’estels de la nostra galàxia, la Via Làctia. El Sol, en un dels braços externs de la Via Làctia i a uns 27.000 anys llum del seu centre, gira amb tota la galàxia a una velocitat d’uns 230 quilòmetres cada segon. La nostra casa és en un punt perdut del braç d’Orió de la Via Làctia.

I ara, gràcies als darrers descobriments, encara sabem més coses. Fa just dos anys, en Brent Tully i el seu equip de la Universitat de Hawaii van publicar un article a la revista Nature en el que anunciaven el descobriment de Laniakea, l’immens grup local de galàxies on ens trobem. Laniakea és una paraula que ve del hawaià lani, paradís, i akea espaiós. Què bonic, això de lani akea, oi? I la veritat és que és realment espaiós perquè la seva mida és de 522 milions d’anys llum (que equival a 4.800 bilions de quilòmetres). Conté aproximadament cinquanta mil bilions d’estels, agrupats en més de 100.000 galàxies com la nostra, algunes d’elles agrupades en cúmuls com els de Virgo, Hidra i Centaurus. La llum que ara ens arriba des de l’altra punta de Laniakea va ser emesa quan a la Terra creixien les primeres plantes que hem trobat fossilitzades, ara fa uns 500 milions d’anys.

I què hi ha d’interessant en tot això? Doncs que, un cop més, la nostra caseta no és al centre. La nostra galàxia és als afores de Laniakea, com podeu veure a la imatge de dalt, que he obtingut d’aquesta pàgina web. Som un punt perdut, lluny del centre de tot i movent-nos a tota velocitat pel buit de l’Univers. Un dels resultats de Brent Trully i el seu equip, a més de la cartografia de Laniakea (que es basa en la llei de Hubble, vegeu la nota al final), és el descobriment que les seves galàxies es mouen cap a determinats centres d’atracció. Si entreu a la pàgina web de Brent Truly hi trobareu dos vídeos, un més de divulgació de 4 minuts i un altre més tècnic de 7 minuts que va acompanyar la publicació a Nature. Aquest darrer és impressionant perquè mostra ben clarament els punts d’atracció i les trajectòries de totes les galàxies que s’han pogut cartografiar. Laniakea és un conjunt dinàmic de galàxies que van girant, formades per una quantitat gegantina de sistemes similars al nostre sistema solar. I la cosa no acaba aquí. La nostra adreça còsmica continua després de Laniakea, perquè aquest és només un dels molts i molts grups de galàxies de l’Univers que encara hem d’acabar d’estudiar, mesurar i representar….

En Buckminster Fuller deia que trobava curiós que hi hagués gent interessada en viure l’experiència d’anar a l’espai. Explicava que la pregunta de què se sent quan hom és en una nau a l’espai té una resposta ben fàcil: és el que sentim cada dia, perquè des que naixem som passatgers de la nau espacial Terra. De fet, va escriure un llibret premonitori l’any 1968, titulat “Operating Manual For Spaceship Earth” on deia que el nostre planeta és una ínfima nau espacial que va volant per l’Univers i que té una quantitat limitada de recursos naturals i energètics. La seva proposta, absolutament actual, era una visió per a la planificació planetària integral que hauria d’incloure noves estratègies destinades a permetre a tota la humanitat a viure amb llibertat, comoditat i dignitat, sense impactar negativament en els ecosistemes de la terra i en la seva capacitat regenerativa. Fuller insistia en que la tecnologia i el saber fer ja hi era. Som nosaltres els que hem de decidir si la volem aplicar amb objectius solidaris i sostenibles, o no.

Per cert, en Josep Carner deia que el món, en meravelles i jocs atrafegat, és petit i vermell i fresc com les maduixes.

———

NOTA: Com ha estat possible fer un mapa 3D de Laniakea si quan mirem el cel de nit només ho veiem en dues dimensions, sense saber el lluny que és cada estel? Doncs gràcies a la llei de Hubble. Aquesta llei, enunciada per Edwin Hubble l’any 1929 després d’una primera versió que Georges Lemaître havia publicat dos anys abans, diu que en els estels que es troben a una distància d’entre 10 i alguns centenars de megaparsecs (que són les dimensions de Laniakea), la velocitat V a que s’allunyen de la Terra és proporcional al desplaçament de les línies espectrals (efecte Doppler), i que a més la seva distància a la Terra és aproximadament proporcional a aquesta velocitat V. Per tant, tenir una idea aproximada de la distància a que es troben els estels i les galàxies és ben fàcil. Només cal fer una anàlisi espectral de la llum que en rebem, mesurar el desplaçament de les línies espectrals en relació a les de l’espectre de la llum solar, i ja tenim una mesura de la seva velocitat d’allunyament i de la distància a que es troben.