Arxiu de la categoria ‘General’

Gaia, els estels i nosaltres

divendres, 18/05/2018

Mireu-vos el dit índex amb el braç estès. Tanqueu primer un ull i després l’altre. Com és ben conegut, l’efecte de la paral·laxi fa que la posició del nostre dit en relació a la paret o al paisatge del fons sigui diferent en un i altre cas. La paral·laxi, aquest fenomen de canvi de posició relativa d’allò que és proper respecte el que és més llunyà, és el que va fer que l’evolució ens dissenyés amb dos ulls una mica separats per a que el cervell pogués triangular i percebre les distàncies.

La imatge d’aquí al costat ens mostra el mateix, però a escala planetària. La podeu veure a aquesta pàgina web. El fons d’estels és únic, però les quatre imatges de la lluna han estat preses (totes elles al mateix instant) des del Pol Nord (la de sota), del Pol Sud (la de dalt) i des de dos punts oposats de l’Equador (les del mig). Sabent el radi de la Terra i suposant que els estels del fons són molt més lluny, a partir d’aquesta imatge i amb una senzilla formula trigonomètrica és fàcil calcular la distància de la lluna a nosaltres.

La missió europea Gaia està fent el mateix però a escala més gran. La nau Gaia gira al voltant del Sol en una òrbita en el punt Lagrangià L2, a 1,5 milions de quilòmetres de la Terra. Un bon lloc amb un entorn de radiació baix i alta estabilitat tèrmica, que a més permet fotografiar els diferents estels de la Via Làctia des de dues posicions, en situacions oposades de l’òrbita terrestre i de la seva òrbita, separats uns 303 milions de quilòmetres. Encara que les fotos les fa en moments diferents de l’any i mentre va orbitant al voltant de la Terra, és com si Gaia tingués dos ulls separats més de 300 milions de quilòmetres. És cert que això tampoc és tan nou, i que Bessel, l’any 1838, ja va descobrir la paral·laxi basada en l’òrbita de la Terra era una bona manera de calcular la nostra distància als estels més propers. L’interessant de la nau Gaia són moltes més coses, de les quals voldria fer èmfasi en dues. El telescopi de Gaia pot mesurar les paral·laxis dels estels de magnitud entre 3 i 13 amb una precisió rècord de 6,7 milionèsimes de segon d’arc. En paraules més planeres, podria distingir una moneda d’un euro a la superfície de la Lluna. Increïble, oi? Per aconseguir-ho, li cal un grau extrem d’estabilitat i poder fer fotografies sense cap pertorbació per part de la Terra, de la seva atmosfera i del Sol. Gaia utilitza sistemes de micro-propulsió amb gas fred, molt sofisticats, per mantenir els telescopis girant a un ritme constant i garantir la precisió requerida. D’altra banda, Gaia usa informació altament redundant. Durant 5 anys ha observat més de mil milions d’estels, obtenint 70 unes fotos de cada un d’ells. Això equival a haver fotografiat una mitjana de 70 milions d’objectes cada dia, amb uns 40 GigaBytes d’informació diaris que ens va enviant. Total: 73 TeraBytes d’informació.

El resultat és un nou mapa galàctic tridimensional que conté les posicions de 1.700 milions d’estels juntament amb les posicions, moviment i característiques lumíniques de 1.300 milions d’estels de la Via Làctia. Tota la informació és a la web de la ESA. Són les dades recollides al llarg de 22 mesos de funcionament. L’actual mapa galàctic supera àmpliament, en nombre d’estels i precisió, el catàleg anterior, que només tenia dos milions d’estels. Gaia té tres metres i mig d’amplada, si no comptem el para-sol de 10 metres. El seu sensor, de tecnologia CCD com de les nostres càmeres digitals, és de mil milions de píxels amb una superfície total de 0,38 metres quadrats.

Aquí podeu veure el mapa de la ESA amb els 1.700 milions d’estels. I aquest és el vídeo d’un viatge imaginari que surt del nostre planeta i que s’allunya fins veure una bona perspectiva de tota la nostra galàxia, la Via Làctia. El vídeo mostra simultàniament les primeres dades enviades per Gaia (a l’esquerra) i les que ara tenim, molt més completes, a la dreta. El viatge comença mirant enrere cap al Sol, allunyant-se, i viatjant entre estels fins sortir de la galàxia.

Tal vegada aquest vídeo ens pugui ajudar una mica a entendre la nostra essència ínfima i efímera, a fer un somriure escèptic quan escoltem i llegim les vanes pretensions dels qui es creuen poderosos, i a exigir-los que respectin els drets i la dignitat de tots els altres, ara i aquí.

Per cert, l’Emilio Lledó diu que, estudiant la literatura grega, va descobrir que la felicitat era inicialment “tenir més”, tenir terres, cases, esclaus, àmfores, vestits. Tot això servia per assegurar la sempre fràgil i inestable existència: el “benestar” era absència d’angoixa i preocupació pel “bentenir”. Més tard, amb les paraules que van poder descobrir i descriure un univers més abstracte, el “benestar” es va transformar en “benser”, amb descripcions de l’equilibri, la sensatesa i l’alegria que surt dels territoris inescrutats del Jo. Però l’Emilio Lledó diu que el sentiment d’equilibri i assossec interior està contínuament amenaçat, i que la felicitat és impossible si la mirada descobreix la malaltia social i la corrupció que destrueix la vida col·lectiva.

Segmentar el missatge

divendres, 11/05/2018

Aquesta setmana hem pogut llegir que Cambridge Analytica, l’empresa anglesa que va rebre quasi 6 milions de dòlars per “fer feina” a la campanya electoral de Donald Trump i que ha hagut de tancar les portes fa pocs dies, va oferir els seus serveis al partit ultradretà Vox i que també va contactar amb altres partits polítics de l’estat espanyol. Ali Martínez, representant a Espanya de SCL (la matriu de Cambridge Analytica), va confirmar que Cambridge Analytica porta dos anys treballant a Espanya. No va voler revelar detalls dels seus clients, però va assegurar que “ha treballat en els sectors comercial, polític i de defensa”. Els de Cambridge Analytica eren experts en segmentar al màxim els missatges.

Hi ha dos aspectes interessants, en aquesta noticia. El primer és el fet de posar en un mateix sac la publicitat (sector comercial), el missatge polític (el “sector polític”) i l’àmbit de la defensa dels estats, amb interessos, pel que es veu, força coincidents. El segon és aquest aspecte de “segmentar al màxim el missatge”, o, com ara es diu, micro-segmentar-lo. El significat de micro-segmentar un discurs o missatge, és el d’aconseguir dir-li a cadascú allò que vol sentir. Els de Cambridge Analytica tenien “la capacitat, gràcies a la seva eina, que només les mestresses de casa de cert perfil rebessin un determinat missatge en concret, adaptat a allò que les preocupava, i de poder fer el mateix amb altres col·lectius”. Ja sabem que això passa a la publicitat, i que ens intenten dir el que sigui per a que comprem el que ens ofereixen. Però en política, se suposa que els partits han de tenir un programa electoral determinat i únic. Quan el discurs deixa de ser universal i passa a adaptar-se al que cadascú vol escoltar, el programa electoral es buida i es converteix en milers (o milions) de mentides.

Per cert, quina és la relació del que estic comentant amb la ciència? La relació és molt propera, perquè lliga amb l’escepticisme i el pensament crític, que són dos dels pilars estructurals de l’actitud científica. Volen fer negoci amb nosaltres, amb les nostres dades i amb la nostra informació. Volen fidelitzar-nos (quina paraula tan terrible!), volen afalagar-nos per a que els votem. Volem que juguin amb nosaltres? Cal que ens indignem, cal pensar molt bé abans de votar, cal negar-nos a ser fidelitzats. Cal tenir molt clar que, si ens ofereixen coses o serveis gratuïts, és que probablement es volen aprofitar de nosaltres. Cal reclamar el dret a escollir i denunciar les situacions en les que veiem que són ells qui ens volen escollir a nosaltres. Però sobretot, cal estar amatents i ser escèptics. Absolutament escèptics, com bé ens explica en Michael Shermer. Perquè la ciència és el país dels incrèduls, dels que sospiten de tot allò que escolten i que llegeixen, dels que ho volen comprovar i verificar tot, dels que llegeixen molt (sobretot, articles llargs i llibres d’autors reconeguts) i volen saber qui hi ha darrera de cada informació. La ciència ens ajuda a detectar els missatges micro-segmentats i a ignorar-los, amb el plaer de fer-ho mentre se’ns escapa un somriure.

Cal esmentar que tot aquest rebombori que ara està sortint a la llum, es va descobrir fa més d’un any. De fet, permeteu-me que em citi a mi mateix: ara fa justament un any en vaig parlar en aquest article. Deia llavors que, gràcies a les tecnologies manipulatives de Cambridge Analytica, a la campanya electoral de Donald Trump “es va poder actuar amb propaganda electoral micro-dirigida a cada petit grup i a cada persona concreta. El missatge, enviat a través de correus electrònics o amb voluntaris que feien el porta-porta, era sobretot dirigit a les persones indecises, i a cada una d’elles se li explicava justament el que ella desitjava escoltar. No hi havia un únic programa polític, només publicitat per convèncer la gent. Tot era a gust del consumidor”. És clar que les pràctiques èticament reprovables de Cambridge Analytica i dels qui van contractar els seus serveis, als Estats Units, a Anglaterra i a d’altres països, van atemptar contra els drets democràtics de milions de persones.

La imatge de dalt, de Slphotography, la podeu trobar a aquesta pàgina web. És el que probablement hauríem de fer cada vegada que llegim alguna noticia. Ens estan presentant una realitat micro-segmentada? Ens volen fidelitzar? És una noticia a mida? Ens volen manipular? Ens volen fer combregar amb rodes de molí? es volen aprofitar de nosaltres? Qui en sortirà beneficiat?

——

Per cert, en Qing Li diu que el fet de caminar i passar hores en boscos d’arbres alts i vells millora el nostre sistema immunològic, i que la fragància cítrica de les fitoncides és més efectiva que els antidepressius per a potenciar el bon humor i assegurar el benestar emocional en pacients amb trastorns mentals. Són afirmacions que concorden amb el que diuen els estudis sobre les secrecions d’arbres i plantes que presenta aquest mes la revista Scientific American.

L’aigua que puja

divendres, 4/05/2018

Fa poques setmanes vaig ser a Delft. Vaig poder admirar, un cop més, l’increïble sistema de gestió de l’aigua que els holandesos han anat refinant des de fa quasi set-cents anys.

No és fàcil viure en un país en que una part important del territori és sota el nivell del mar, un lloc en el que la gent ha anat conquerint terra al mar segle rere segle. Mireu el mapa del final d’aquest article. Tota la regió de color porpra és sota el nivell del mar. Per acabar-ho d’adobar, Holanda és la zona de sediments dels rius Rin i Mosa, que travessen el país fins arribar al Mar del Nord. Us heu preguntat alguna vegada com pot ser que un país amb terres sota el nivell del mar tingui rius que hi desemboquen? I per què hi tants canals i molins?

La imatge d’aquí al costat mostra dos canals de Delft a la part de dalt, i l’entrada de l’Institut per l’Educació en l’Aigua a sota. L’interessant, però, és que els dos canals de la foto superior són a nivells diferents. El de l’esquerra és més alt que el de la dreta. L’estructura de canals a Holanda és admirable, perquè tots porten aigua a diferents nivells. Els més alts ja poden buidar l’aigua als rius, que, protegits per talussos, travessen les terres a un nivell força elevat sobre el terreny fins arribar al mar sense inundar els camps. Aquest país sota el nivell del mar té rius que desemboquen al Mar del Nord perquè aquests rius són elevats, com les autopistes que moltes vegades passen per damunt de camins i terrenys. Tot plegat té els seus perills, com bé llegíem fa pocs mesos:  el passat mes de gener, el nivell de l’aigua del Rin al seu pas per Lobith va arribar als 14,52 metres per damunt del NAP (nivell mig de l’aigua a Amsterdam), acostant-se perillosament als 15 metres que ja provoquen sobreeiximents i inundacions al municipi de Nijmegen.

Si ens quedem amb la dada dels 14,52 metres del nivell de l’aigua del Rin a Lobith per damunt del NAP, i a més tenim en compte que Nieuwerkerk aan den IJssel és 6,76 metres per sota del NAP, només cal fer una suma per veure que els carrers de Nieuwerkerk aan den IJssel són 21,28 metres per sota del nivell de l’aigua del Rin quan entra a holanda per Lobith. és clar que els dos llocs no són propers, però això ens dona una idea de l’elevació de l’aigua dels grans rius pel damunt de les terres i camps holandesos.

Per què hi ha tant canals a Holanda, i per què tots ells porten aigua a diferents nivells? Doncs perquè la gestió de l’aigua a Holanda és inversa a la nostra. Els nostres pagesos treuen aigua dels rius, la canalitzen, i la van portant més avall als camps que han de regar. A les terres baixes d’Holanda, en canvi, l’aigua surt de sota la terra i s’acumula als nivells més baixos. No cal regar, perquè la terra, a un nivell que és inferior al dels rius i el mar, és com un pou permanent. Els canals de nivell més baix, com el que tenim a la banda dreta de la imatge de dalt, no són per regar. Són per recollir l’aigua sobrera dels camps, que si no es recollís, els acabaria inundant. La gestió holandesa de l’aigua consisteix en pujar-la constantment, dels canals de nivell inferior fins els de nivell superior. Del de la dreta de la foto, al de l’esquerra. A Holanda, l’aigua puja, no baixa.

Aquests sistemes de drenatge es van poder desenvolupar a partir de l’invent dels molins al segle XV. Els primers molins de drenatge utilitzaven una roda amb culleres i podien pujar l’aigua fins una alçada d’un metre i mig. Després, van inventar molins amb cargol d’Arquimedes que ja podia salvar alçades més grans per portar aigua de les séquies fins el sistema de canals i llacs que deixaven anar finalment l’aigua al riu o al mar. Tot i que els sistemes actuals de bombeig són elèctrics, el gran invent per pujar l’aigua, com em deia un amic holandès, va ser usar la mateixa força (eòlica) de la natura per aconseguir controlar-la en tot el que fa a l’aigua.

Canals baixos, canals, alts, aigua que puja, rius elevats, sistemes de dics. Una societat que, al llarg dels segles, ha anat descobrint, integrant i aprofitant la cultura de l’aigua per poder sobreviure. És el secret holandès dels canals amb aigua a tots nivells.

Per cert, com es pot veure a la imatge de dalt, l’Institut per l’Educació en l’Aigua de Delft vol treballar per a resoldre els problemes relacionats amb la manca d’aigua i amb els reptes del desenvolupament humà a nivell mundial, en el marc dels objectius de desenvolupament sostenible de la ONU. Volen transferir els seus coneixements per a actuar en un dels àmbits que els propers anys seran altament prioritaris. Ben pocs cartells com aquest hi ha, a les nostres latituds…

Allò que no sabrem

divendres, 27/04/2018

El meu llibre de Sant Jordi, que estic llegint, ha estat el darrer d’en Marcus du Sautoy. Aquest matemàtic, que ha heretat de Richard Dawkins la càtedra Simonyi per a la comprensió pública de la ciència de la Universitat d’Oxford, el trobo captivador.

La imatge d’aquí al costat és dels anells de Saturn. Ens la va enviar la sonda Cassini, i la podeu trobar, amb moltes més, en aquesta pàgina web. Sempre m’ha admirat la capacitat humana d’exploració. Com que els nostres ulls no poden apreciar els detalls de planetes llunyans com Júpiter, Saturn, Neptú o Plutó i com que els nostres telescopis són també limitats, hem estat capaços d’enviar ulls artificials que capten les imatges que volem veure i ens les envien. Que això ho estiguem fent només 500 anys després dels primers navegants que van donar la volta al món, és realment increïble. En el seu llibre, però, en Marcus du Sautoy ens fa caure del pedestal i ens col·loca de peus a terra. Reconeix que la ciència ens ha permès descriure l’Univers força bé, i que el seu èxit a l’hora de fer prediccions (dels eclipsis, del temps, de l’evolució de les nostres malalties) ens demostra contínuament que ens és útil. Ara bé, la ciència no pot representar la realitat. Si ens en servim és perquè no tenim cap opció alternativa. Però la realitat, no la coneixerem mai.

Després de Kant, hem hagut d’acceptar la limitació essencial del nostre coneixement i la incognoscibilitat de les coses en si mateixes, perquè tot el que sabem es basa en la nostra percepció a través dels nostres sentits. Tot el coneixement humà queda filtrat per les ulleres que portem posades per a mirar l’univers. En Marcus du Sautoy es pregunta què passaria si no tinguéssim ni ulls ni cèl·lules específiques per a captar la llum i la radiació electromagnètica. No hauríem vist mai els estels, i potser no sabríem que som en un planeta insignificant en un lloc perdut de l’Univers. Només podem saber coses de la realitat que captem a travès dels nostres sentits, però no podrem saber mai com és la realitat en sí mateixa. Sospitem que l’Univers conté una gran quantitat de matèria fosca, però no la veiem i, com que no sabem què és, tampoc podem dissenyar ulls artificials per a que ens la mostrin. Si existeix, és ben fosca. I, com diu en Sautoy al seu llibre, els estudis que estudien la consciència humana suggereixen que hi ha límits que no podem ni podrem traspassar. Com deia en Niels Bohr: és erroni pensar que la finalitat de la física és descobrir com és la natura, perquè la física s’ocupa només del que nosaltres podem dir sobre la natura.

En una entrevista recent, i com a bon matemàtic, en Marcus du Sautoy es queixa que mai li han donat una definició precisa de Déu. Per això en va buscar una, i finalment la va trobar en els escrits del teòleg d’Oxford Herbert McCabe: “Déu és l’afirmació que hi ha una pregunta sense resposta sobre l’Univers”. És una afirmació espiritual i transcendent, que ens col·loca al bell mig de les nostres limitacions. És el centre de tot, la constatació que els humans mai podrem saber la resposta a les preguntes essencials: Per què hi som? Per què hi ha coses en lloc del no-res? En Marcus du Sautoy continua dient que tot el demés ens ho hem inventat. I ho diu ben convençut: “Les religions han comès idolatria i han atribuït a aquesta idea abstracta propietats que mai hauria d’haver tingut”.

Hi ha qui creu que la ciència i la tecnologia ens faran super-humans i que fins i tot podrem arribar a ser immortals, sense veure que a pesar de tot, continuem tenint la mateixa cobdícia, vanitat i afany il·lusori de poder que els nostres avantpassats de fa deu mil anys. Els científics no creuen en aquests grans castells de sorra que sovint provenen d’altres àmbits, sino que dubten i parlen mesurant molt bé les seves paraules. És per això que la ciència dona lloc a ben pocs titulars, als diaris. En Michael Shermer sí que en dona un, quan cita els cantants de rock Zager i Evans i diu que les coses importants passaran entre els anys 2525 i 9595. És una bona proposta de resposta. Quan us preguntin quan creieu que les màquines seran intel·ligents, quan entendrem el per què de la nostra consciència, o quan penseu que la tecnologia ens farà super-humans, podeu contestar que el més probable és que sigui l’any 9595.

———

Per cert, en Joan Majó diu que qui emmagatzema dades personals pot, si es tracta d’una empresa, obtenir-ne un fort valor econòmic. I si es tracta d’un poder polític, un gran augment de control ciutadà. Diu que cal reglamentar millor per tal d’evitar que la forma de recollir o utilitzar les dades traspassi innecessàriament les fronteres de la privacitat.

L’electricitat a Vaishali

divendres, 20/04/2018

Dels 1.300 milions de persones del món que no tenien accés a l’electricitat segons dades del 2011, uns 300 milions es trobaven a l’Índia, que és el país amb més persones sense electricitat. La situació d’accés a l’electricitat varia significativament a tota l’Índia, que és un país gran i divers. En alguns estats la taxa de connexió elèctrica és superior al 99%, almenys oficialment. Però en altres províncies la situació és molt pitjor. Bihar, l’estat que inclou Vaishali al nord-est de l’Índia, té 83 milions de residents, i només el 16% utilitza l’electricitat com a font primària de llum, també segons dades del cens de 2011. A més, molts dels que tenen connexió a la xarxa sofreixen mala qualitat de servei, amb només unes poques hores al dia d’electricitat i no necessàriament tots els dies.

Dit d’una altra manera, a Bihar hi ha 70 milions de persones sense llum elèctrica. I al seu districte de Vaishali, on viuen 3,495,021 persones en unes 600 mil cases, quasi totes (un 93%) en zones rurals aïllades, hi ha quasi mig milió de cases sense llum elèctrica, com bé explica en Douglas Ellman.

El problema, gegantí, és com portar l’electricitat a aquests 48 milions de persones de Bihar i, en concret, al mig milió de cases aïllades de Vaishali que no en tenen. Un amic, l’Ignacio, que porta aquest projecte conjunt entre el MIT i la universitat de Comillas, em parlava fa poc de les solucions, molt efectives, que comencen a aparèixer. Em comentava l’enuig de la gent que encara no té llum en una zona plena de cables penjats i trencats que han quedat com a testimonis del fracàs i l’engany després de molts intents de resoldre el problema. I em deia que la solució passa per canviar de verb: no s’ha de parlar de portar, sino de tenir accès. Perquè la millor manera d’electrificar moltes zones del món no són les grans xarxes de distribució, sino les micro-xarxes locals. És el que analitza el MIT en aquest projecte innovador que estan aplicant justament a Vaishali i a altres regions de Ruanda, Uganda i Kènia. El projecte analitza, cas per cas, les seves condicions particulars (demanda dels consumidors, orografia del terreny, qualitat desitjada en el servei, màxim de dièsel que es vol consumir) i fa una proposta en base a un algorisme d’optimització que acaba oferint la millor estructura possible de micro-xarxes per la regió concreta en estudi.

Val a dir, però, que una cosa és electrificar les zones rurals de la Índia, Uganda o Kènia, i una altra és resoldre el problema de la injustícia energètica al món. Només una dada: es preveu que el consum mitjà d’energia elèctrica per usuari a Vaishali serà de 19 watts, i que el seu consum màxim, en alguns moments, podria arribar als 92 watts. Són gent que acabaran tenint electricitat a casa seva però que no podran tenir rentadora de roba, com bé ens explicava el malaurat Hans Rosling.

La imatge de dalt és de la pàgina web del projecte del MIT que estic comentant.

Hi ha un vellet que es diu Mallaiah Tokala. És el patriarca de la vila de Appapur, a l’estat de Telangana. En el front porta el vibhuti, el daub sagrat de la cendra blanca. No està segur de la seva edat exacta, però té més de 90 anys. Ha viscut en aquest poble tota la seva vida. En Mallaiah va viure l’assassinat de Rajiv Gandhi. I ara ha viscut el temps suficient per presenciar l’arribada de l’electricitat a Appapur, en forma de llums, televisors solars i ràdios. En Richard Martin ens explica que a la paret de la seva barraca, hi ha una sola bombeta LED que brilla suaument, connectada a través del sostre a un cable negre que ve d’un panell solar de 100 watts a la teulada d’una casa de formigó propera. Appapur és un “poble solar”, un dels aparadors dels projectes per portar energia solar a pobles petits i no electrificats a l’Índia.

——

Per cert, en Bru Rovira explica que ja fa cinc anys que els exèrcits de l’anomenada “comunitat internacional” estan assentats a Mali. I ara, des de fa dos mesos, Espanya dirigeix el comandament de les tropes que la Unió Europea té desplegades a Mali. Tècnicament, diu, estem en guerra.

La cota de neu

divendres, 13/04/2018

Fa poc, tornant de la Cerdanya, vaig anar per la Collada de Toses. Volia gaudir, pausadament, de la natura. Em vaig arriscar, perquè el pronòstic era de nevades, amb una cota de neu de 1.700 metres. Va ser molt bonic, tret de cinc minuts. Anava plovent, en un entorn meravellós, fins que justament vaig arribar a la cota dels 1.700. En pocs metres, la pluja es va convertir en neu, i, amb molta precaució, vaig arribar fins la collada cent metres més amunt, on tot era nevat i on el gruix de neu, d’uns 10 centímetres, no feia fàcil la circulació. Poc a poc, vaig començar a baixar per la vessant del Ripollès mentre per sort comprovava que, uns cent metres més avall, tot tornava a la normalitat.

Tot plegat em va fer pensar en l’estratificació en capes de la troposfera, aquesta zona habitable de l’atmosfera que té un gruix d’uns 14 a 17 quilòmetres i que concentra quasi tot el vapor d’aigua i el 80% del total de la massa atmosfèrica. La troposfera és molt dinàmica, amb vents horitzontals i corrents verticals d’origen convectiu i orogràfic. Però l’aire que puja es va refredant, i el resultat és que la temperatura va baixant entre 6 i 10 graus cada 1000 metres d’alçada. En altres paraules, la temperatura als cims dels Pirineus és sempre entre 20 i 30 graus més baixa que la dels pobles de la costa. Per això, els cims es mantenen nevats molts mesos.

De totes maneres, quan l’atmosfera s’estabilitza en sentit vertical, les diferències tèrmiques i de densitat fan que la troposfera (i això ho podem veure molt bé a la seva part baixa, que és on són la majoria de núvols) es divideixi en capes, una damunt de l’altra. Les més fredes, dalt, i les més calentes, prop nostre, si no hi ha inversió tèrmica. El gradient tèrmic és el causant de la cota de neu, perquè la condensació que cau en forma de flocs neu dels núvols, quan travessa cotes amb temperatures que ja són per damunt del zero es converteix en gotes de pluja. I, cosa interessant, aquesta cota és molt regular i horitzontal: és com un gran llençol estès a mitja alçada, pla i invisible, que separa la neu de la pluja. És gràcies a aquesta regularitat i al seu caràcter horitzontal, que podem parlar del concepte de cota de neu.

Us heu fixat que moltes vegades, com a la imatge de dalt, els núvols són plans per la part de sota? És perquè suren damunt la capa inferior, com l’escuma ho fa damunt l’aigua. Si poseu una mica de detergent en un got d’aigua, remeneu per fer escuma i ho deixeu reposar una mica, la imatge que veureu des del costat serà molt semblant a la dels núvols: Una capa d’aigua a sota, i l’escuma que sura al damunt de l’aigua mentre s’endinsa a la capa superior, de menor densitat, que en el nostre cas és d’aire. És un fenomen que podeu observar quan hi ha estrat-cúmuls, nimbostratus o altocúmulus.

I per què, aquesta separació entre capes, és quasi sempre horitzontal? De fet, sabem que tot és degut a la gravetat i a les lleis de la física, perquè (de manera semblant al que passa en els vasos comunicants), la superfície superior de tot fluid que en té un altre al damunt tendeix a quedar-se horitzontal: l’estat de mínima energia. Veiem núvols plans per sota per la mateixa raó que la superfície dels llacs és horitzontal.

La imatge de sota mostra un experiment divertit que podeu fer amb aigua, sal, oli i un ou. Poseu molta sal en un got gran d’aigua, i poseu-hi un ou. Si remeneu, l’aigua anirà absorbint la sal, la seva densitat anirà pujant, i en un cert moment l’ou començarà a surar com fan els núvols a la capa inferior de l’atmosfera. Afegiu ara oli, i veureu que l’ou es queda surant entre dues capes. Perquè damunt la terra ferma, tot són capes de fluids, sigui aigua salada, aigua dolça, aire més dens o aire menys dens.

——

Per cert, en Sergi Pàmies parla de Felipe Gonzàlez i el cita amb una frase que Pàmies diu que és el súmmum de la prepotència condescendent perquè mostra el menyspreu col·lectiu als seus, aplicada a en Miquel Iceta: “Mandé que le dijeran”.

El gran i el petit: potència i eficiència

divendres, 6/04/2018

L’any passat vaig assistir a una conferència d’en Bruno Levy en el marc d’un congrés científic d’informàtica. La seva xerrada va començar amb una referència a un dels ordinadors que va contribuir a revolucionar la informàtica ara fa uns 30 anys: el mític Macintosh 128K, anomenat així pels seus 128 KBytes de memòria RAM, amb disquetera de 3 polsades i mitja (disquets de 400KB de capacitat que permetien guardar una única foto de baixa resolució de les d’ara), pantalla monocromàtica de 512 x 342 píxels i que ens oferia, per damunt de tot, un sistema operatiu i una interfície absolutament intuïtiva, basada en icones, finestres i ratolí, que ara encara utilitzem. El recordo molt bé, perquè em va acompanyar tot un any mentre preparava la memòria per a concursar a la universitat. Per tenir una idea del que era aquell Macintosh, només cal fer una divisió: la capacitat de la seva memòria era cent vint-i-vuit mil vegades més petita que la dels nostres mòbils actuals de 16 GB.

Doncs bé, en Bruno Levy explica que aquell Macintosh, que havia de carregar cada vegada el sistema operatiu a partir d’un disquet específic de sistema, quan el connectaves, tardava 20 segons en estar llest i preparat per a interactuar amb les persones. En canvi, comenta que el seu portàtil actual, un milió de vegades més potent pel que fa a potència de càlcul, tarda entre 2 i 3 minuts. Comenta que, els ordinadors actuals (per exemple de 3GHz i de tipus quadcore), en 20 segons poden fer un total de 240 mil milions d’instruccions, i es pregunta què està fent el seu portàtil durant aquests inacabables dos minuts o més. Acaba dient que, si qualsevol ordinador actual no pot completar en 20 segons tot el necessari per a estar a punt, és que segurament hi ha un problema en el disseny del software. Podria ser més categòric, però en Bruno és prudent.

Parlem una mica d’eines de diagnosi en medicina. Els sistemes anomenats d’imatge mèdica, els aparells de TAC (tomografia axial per computador) i de ressonància, acaben generant imatges molt precises del que hi ha dins nostre que cada cop es fan més imprescindibles per a la diagnosi. Els algorismes de reconstrucció 3D i de visualització de volum dels darrers anys ens ofereixen la possibilitat d’entrar virtualment dins el cos dels pacients per a que els experts mèdics puguin veure, entendre i acabar sabent què passa. Doncs bé, amb aquests algorismes passa el contrari del que explicava en Bruno Levy. Fins fa poc, les visualitzacions de volum requerien ordinadors força potents de sobretaula. Després, les hem pogut ja veure als portàtils. I ara, les comencem a tenir directament als telèfons mòbils. Ho podeu veure, per exemple, en aquest vídeo (que mostra els resultats d’aquest article científic) i que és d’on he tret la imatge de dalt. En aquest cas, per sort per a tothom, estem anant del gran al petit, de l’ordinador potent al dispositiu que portem a la butxaca. Un mòbil és un ordinador, però de potència clarament inferior a la dels ordinadors de sobretaula. Per això, aquestes aplicacions per a mòbil han de ser fortament sofisticades i eficients, perquè passar del petit a màquines més potents és molt més fàcil que passar d’ordinadors d’altes prestacions a dispositius limitats per la seva mida i pel consum energètic. Quin és el truc? La solució es basa, entre altres coses, en l’ús algorismes mandrosos.

Les noves eines mèdiques per a la diagnosi basada en la visualització de volum en mòbils són a la base de la telemedicina i dels mitjans que aquesta ens pot oferir en zones rurals i força aïllades, on viuen més de dos mil milions de persones al món. Perquè són eines que permetran que els metges rurals puguin comunicar-se amb equips mèdics dels hospitals, fent sessions clíniques a distància en les que uns i altres podran veure les mateixes imatges mèdiques dels pacients, analitzar-les i discutir-les conjuntament, tot arribant a entendre els possibles problemes per a fer finalment una bona diagnosi.

Tot ho tenim massa fàcil, i això facilita que acabem agafant mal hàbits. No cal que ens preocupem gaire si tenim grans mitjans i ordinadors potents. Però moltes de les solucions que ens calen per ajudar tothom i per intentar assolir els objectius de desenvolupament sostenible 2030 de la ONU passen per sistemes eficients que puguin funcionar en dispositius d’ús global: els telèfons mòbils.

——

Per cert, en Bru Rovira diu que els temes estrella que tenen a veure amb l’emigració i la inseguretat són els que van decantant la balança cap al client-votant de dretes, clients que diu que són els que estan guanyant per noquejada la guerra bruta de la democràcia.

La corretjola, la dreta i l’esquerra

divendres, 30/03/2018

Aquests dies he rellegit la increïble descripció que va fer en Martin Gardner, fa més de 50 anys, de les simetries de l’Univers. En el seu llibre, Gardner ens porta per un sorprenent camí que surt de la constatació de la nostra pròpia forma (per què som quasi-simètrics en el sentit dreta-esquerra però no en el sentit davant-darrera?), passa pels daus, per les plantes enfiladisses i per la bioquímica, s’atura al nostre ADN i acaba intentant entendre les partícules elementals i la anti-matèria.

Shakespeare, al somni d’una nit d’estiu, posa aquesta frase en boca de la reina Titània: “dorm, i jo t’envoltaré amb els meus braços, com la corretjola abraça el lligabosc”. L’abraçada entre la corretjola o campaneta i el lligabosc o xuclamel és poètica i enigmàtica perquè aquestes dues plantes no són simètriques en el sentit dreta-esquerra com ho poden ser els rosers o els podocarps. La corretjola i el lligabosc, s’enfilen tot enredant-se, i ho fan com una escala de cargol. Amb una diferència: l’hèlix que forma la corretjola és la imatge al mirall de la crea el lligabosc quan s’enfila, i això és el que crea l’abraçada que va captivar Shakespeare. No hi ha manera, al nostre espai 3D, de poder superposar les dues escales de cargol de la campaneta i el xuclamel. Són com les nostres mans dreta i esquerra.

La natura ens mostra molts exemples semblants al de l’abraçada entre les campanetes i el lligabosc. En el cas dels àcids tartàric i racèmic o en el cas de sucres com la glucosa i la fructosa, trobem molècules enantiomorfes (com les nostres mans), que només podríem fer coincidir si les giréssim en un espai de 4 dimensions. Però tenim un cas molt més proper: el del nostre ADN. Mireu la imatge de dalt, que he modificat a partir de la que podeu trobar en aquesta web. La forma de l’ADN que ens ha conformat, és la d’una hèlix que gira en sentit contrari de les agulles del rellotge, com la de la corretjola o campaneta, però no com la del lligabosc. És la forma que veieu a la part esquerra de la imatge. La de la part dreta seria la d’un pseudo-ADN que no existeix. La vida, als seus inicis, va haver d’escollir entre l’hèlix de la corretjola i la del lligabosc i, de fet, l’estructura de l’àtom de carboni permet la una i l’altra sense cap tipus de preferència. Probablement per atzar, l’ADN va adoptar la forma de la primera, i ara tots portem dins nostre la hèlix que es cargola, si la mirem des de dalt, en sentit anti-horari. Però hagués pogut passar el contrari. I podem afirmar, amb altíssima probabilitat, que en algun dels altres racons de l’Univers on segurament hi ha vida, les estructures biològiques que hi podríem trobar (fruit de la meravellosa estructura de l’àtom de carboni que permet els dos tipus d’hèlix) veuríem que es basen en estructures helicoïdals que són simètriques respecte a la del nostre ADN.

La democràcia i el món que la ONU planteja per d’aquí a 12 anys, són bastant simètrics. Però l’organització actual de la societat, basada en el poder i els negocis més que en la gent, malauradament no ho és. Que ho preguntin als que estan a la presó per les seves idees, o als que no tenen prou diners per arribar a finals de mes…

——

Per cert, en Javier Pérez Royo diu que en la tasca instructora del jutge Pablo Llarena respecte del delicte de rebel·lió, hi ha un exemple paradigmàtic de transformació d’un procés penal en un procés polític, perquè no és la persecució del delicte realment comès el que es pretén, sinó que es busca la liquidació d’una opció política mitjançant l’atribució d’un delicte que només existeix en la imaginació del jutge.

La geometria de l’ordre

divendres, 23/03/2018

Anem per una carretera o camí, en un trajecte tranquil perquè volem gaudir del paisatge. Durant el trajecte, anem passant pobles. No us dic res de nou si afirmo que podem ordenar els pobles en base a quan els anem veient. Sortim del primer poble, en passem uns quants, i arribem al darrer, que és el nostre destí.

Aquest ordre, però, desapareix quan mirem els pobles al mapa, perquè ara hi ha moltíssimes maneres d’ordenar-los. Els podem ordenar per la seva latitud geogràfica, per la seva alçada sobre el nivell del mar, per la seva proximitat al mar o a una determinada ciutat, i per moltes altres variables no geogràfiques com la seva població o el nombre de bancs per seure. En les dues dimensions d’un mapa no hi ha cap ordre objectiu; en canvi, aquest ordre apareix quan caminem o anem en cotxe: les carreteres i camins ordenen els pobles. De fet, la geometria ens ho explica ben clar: tot allò que és representable al llarg d’una línia (com els pobles al llarg d’un camí o les baules en una cadena) és ordenable, mentre que allò que trobem en espais 2D, 3D o de n dimensions, és intrínsecament no ordenable. Podem ordenar-ho, és clar, però per a fer-ho ens cal afegir criteris que són extrínsecs respecte la seva posició. Aquesta multiplicitat d’ordenacions té però els seus avantatges: l’ajuntament d’un determinat poble sempre podrà trobar un criteri adient tal que, quan l’apliquin, el poble quedi el primer en l’ordenació de tots els de la seva regió o comarca. I aquí és on surten també algunes dificultats, perquè tothom acaba sent el primer en alguna cosa.

Pensem en un altre exemple. M’agradaria llogar una caseta a un poble, però no sé si tindré prou Sol a la terrassa, a l’hivern. El problema és que hi ha altres cases que no sé si em faran ombra. I la solució no és evident, perquè el problema és 3D (la posició del Sol al llarg de l’any ho és) i com acabem de veure, en aquest cas no hi ha cap ordenació intrínseca. Doncs bé, hi ha una solució elegant que ens va donar, ara fa 38 anys, l’equip d’en Henry Fuchs: podem construir un arbre de partició binària de l’espai. Perquè els arbres de partició binària de l’espai (vegeu la nota al final) estructuren la informació, sigui 2D, 3D o nD, de tal manera que contenen, de manera implícita, una infinitat de possibles ordenacions. Segons com els “llegim”, aquests arbres ens donen una ordenació o una altra. Són pots d’ordenació condensada multidimensional, estructures que ens guarden la geometria de l’ordre a l’espai. La seva bellesa, al meu entendre, és una mostra més de la poesia de l?univers.

———

Per cert, en Josep Ramoneda, parlant de les penes que demana la fiscalia Italiana als càrrecs de l’ONG Open Arms, diu que mai ningú pot ser reprimit per ajudar qui es troba en perill, i que en una societat democràtica la llei té un límit, que són els drets fonamentals de les persones. Diu també que quan aquests drets es violen, la democràcia es degrada, i que estem veient com Europa s’enfonsa al mar, per a més glòria del despotisme. Quan ho llegeixo, penso que a Europa han desaparegut l’ordre i la seva geometria.

———

NOTA: La partició binària de l’espai binari (BSP) és una manera d’estructurar un determinat espai inicial convex (per exemple, una regió cúbica) que es basa en subdividir-lo recursivament en subconjunts convexos en base a plans. Aquesta subdivisió dóna lloc a una representació dels objectes dins de l’espai basada en una estructura de dades d’arbre anomenada arbre BSP. Després d’una idea inicial de Schumacker i els seus col·laboradors l’any 1969, la proposta dels arbres BSP va ser formulada i desenvolupada en detall a partir de l’any 1980 per Henry Fuchs i els seus estudiants.

La idea és ben simple. Pensem en l’exemple de les cases i les ombres. Comencem amb una regió inicial que pot ser una capsa imaginària (convexa) que contingui, en 3D, el conjunt de totes les cases que volem estudiar. Escollim una façana d’un dels edificis més o menys centrats a la capsa inicial, i designem el seu pla P com a primer pla discriminant. Aquest pla separa i classifica totes les cases en dos grups: les que es troben a la part de davant del pla (en direcció cap enfora de la façana que ha donat lloc a aquest pla P) i aquelles que són a la seva banda del darrera. Pot donar-se el cas, és clar, que alguna casa no quedi ni al seu davant ni al darrera, sino que quedi tallada per P. En aquest cas, dividirem la casa en dues parts de manera que cada una d’elles quedi ben classificada, davant o darrera de P (de fet, una de les coses que ha de tenir en compte l’algorisme que escull el pla discriminant P, a més de subdividir el conjunt de cases en dos subconjunts acceptablement equilibrats, és el d’intentar que talli el menor nombre possible d’altres cases – en base a heurístiques que prioritzin les façanes de carrers llargs i rectes, per exemple -). Un cop hem trobat el pla discriminant P, el conjunt inicial de cases ens haurà quedat classificat en dos subconjunts: el de les que són davant de P i el de les que són al seu darrera. I cada un d’aquests dos subconjunts correspon a una regió convexa de l’espai, sub-regions R1 i R2 que provenen del fet de tallar, amb el pla P, la capsa convexa inicial. A partir d’ara, l’algorisme continua tractant, per separat, cada una d’aquestes dues sub-regions, fent-hi el mateix: cerca del pla discriminant i subdivisió del conjunt de cases entre les que són al seu davant i les que es troben al seu darrera. Per a R1, trobarà un pla P1 que la dividirà en dues sub-regions R11 i R12.  Per a R2, trobarà un pla P2 que la dividirà en dues sub-regions R21 i R22. Evidentment, P1 només actua dins de R1 i P2 només ho fa dins de R2. El procés es repeteix fins que a cada regió només hi hagi, per exemple, una casa.

L’interessant d’aquesta subdivisió recursiva de l’espai és que estructura la informació, permet la seva classificació, l’agrupa, és vàlida en 2D, en 3D i en qualsevol espai de dimensió superior nD, i a més incorpora de manera automàtica una infinitat de possibles ordenacions posteriors. Podem estructurar i organitzar a l’espai els pobles d’una comarca, les regions del cervell d’una persona o informació multidimensional d’una comarca que incorpori dades geogràfiques i de població, riquesa, salut i altres. Tot queda representat en regions polièdriques convexes que podem accedir de manera trivial tot movent-nos per un arbre de plans discriminants.

Tornem a l’exemple de les cases el Sol, les façanes i les ombres. Tindré sol a la terrassa d’aquella casa que m’agrada, el dia 10 de gener a les 4 de la tarda? L’únic que he de fer és calcular la posició (de fet, parlant amb propietat, el que he de calcular és el vector que defineix l’orientació) del Sol aquest dia a aquesta hora. Un cop sé on serà el Sol en aquest moment, comparo la seva posició amb el primer pla discriminant P. Si diem PS a la banda de P on és el Sol, i PN a l’altra banda, és evident que les cases de PS poden fer ombra a les de de PN, però que, en canvi, cap casa de PN pot fer ombra a les cases de PS. Si separo les cases en dos grups i poso primer les de PN i després les de PS, ja he fet un primer pas cap a l’ordre. L’únic que he de fer ara és repetir el procés amb els plans discriminants de PN i de PS: miro on és el Sol en relació a aquests plans i separo les cases, deixant primer les que queden separades del Sol pel pla i després les altres. Al final, aquest algorisme m’haurà generat un ordre parcial (anomenat també topològic) de manera que la primera casa en aquesta llista final ordenada pot tenir ombra de qualsevol de les altres, mentre que la darrera segur que no té ombres; per a qualsevol casa del mig de la llista, les d’abans no li poden fer ombra però les posteriors, sí. L’interessant de tot plegat és que l’ordre que obtenim depèn de la posició del Sol. L’arbre conté tots els ordres possibles de manera implícita, per a totes les possibles posicions del Sol al llarg de l’any, de manera que permet que els càlculs d’ombres siguin més eficients i ràpids.

Versemblança, comprensió i actuació

divendres, 16/03/2018

Diuen que la versemblança és la qualitat d’un fet o enunciat de resultar creïble i coherent en el seu marc. I, encara que el seu ús primordial és en el camp de la ficció, el concepte ens és cada vegada més útil a la vida real i quotidiana, en aquest món de veritats paral·leles que tenim.

La versemblança d’una determinada frase o afirmació es pot mesurar amb la probabilitat que té de ser certa, i això es pot fer en base a una anàlisi de la seva autoria, a contrastar-la amb altres fonts i a la cerca de fets objectius que permetin refrendar-la o rebutjar-la. Aquest procés d’assignació de probabilitats a les frases que ens arriben, si és objectiu i rigorós, donarà caràcter científic als nostres resultats. Ara bé, justament per això, molt sovint no és possible afinar en l’assignació d’una probabilitat concreta al fet que ens ocupa i, com veurem tot seguit, ens hem de conformar amb una classificació en categories o graus de versemblança. És quelcom que no desllueix en absolut els resultats, perquè voler anar més enllà seria entrar ja en el món d’allò que és subjectiu i no constatable.

FactCheck és un projecte del Centre de polítiques públiques Annenberg de la Universitat de Pennsilvània. En ell, segueixen amb precisió el que diuen els principals actors polítics dels Estats Units en forma d’anuncis televisius, debats, intervencions, entrevistes i comunicats de premsa. El seu objectiu és aplicar les millors pràctiques del periodisme i del món científic i acadèmic per tal d’augmentar el coneixement i el grau de comprensió objectiva de la gent. Un exemple: El secretari del departament d’interior dels Estats Units, Ryan Zinke, va afirmar fa poc que la petjada de carboni de l’energia eòlica és significativa, i que “tot tipus d’energia té conseqüències [climàtiques]”. Però la versemblança d’aquesta frase és nul·la, segons aquest estudi de FactCheck. L’estudi cita Garvin A. Heath, científic del Laboratori Nacional d’Energies Renovables dels USA, que va concloure (després d’una revisió de la literatura científica) que l’energia eòlica produeix al voltant d’11 grams de diòxid de carboni per quilowatt-hora d’electricitat generada. El carbó, en canvi, genera uns 980 grams de CO2/kWh i el gas natural aproximadament uns 465 grams de CO2/kWh. En altres paraules, la petjada de carboni del carbó és gairebé 90 vegades més gran que la del vent, i la del gas natural és més de 40 vegades més gran. L’estudi de FactCheck conté dades interessants sobre el valor de la petjada de carboni de diferents fonts d’energia que ara utilitzem, valors que inclouen tot el cicle de vida dels generadors i centrals, des de la seva fabricació fins el seu ús i reciclatge.

Tenim altres organitzacions que es dediquen a analitzar, en base a fets, el que ens diuen els polítics, les empreses i els mitjans de comunicació, com OpenSecrets, PolitiFact i Snopes. La primera fa un examen diari de les indústries, organitzacions i persones que intenten influir en el procés democràtic de les societats (sobretot la nord-americana) amb mecanismes antidemocràtics basats en el poder econòmic. Les dues darreres, en canvi, analitzen diàriament la versemblança de noticies d’actualitat, classificant-les en certes, bàsicament certes, mitjanament certes, bàsicament falses, falses i vergonyosament falses (“pants on fire“). Snopes, per exemple, analitza una frase atribuïda a la NASA segons la qual “la combustió de combustibles fòssils refreda el planeta” i la classifica com a falsa, mentre que PolitiFact quantifica cada dia diverses frases de polítics amb el seu mesurador de grau de certesa.

“Les activitats humanes provoquen danys que sovint són irreversibles en el medi ambient i en recursos crítics, i 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. És molt urgent fer canvis fonamentals per tal d’evitar la col·lisió a la que ens estem dirigint […] L’èxit d’aquest esforç mundial requerirà però 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.”. Aquesta és una afirmació que crec que es pot qualificar com a mínim de “bàsicament certa”, i que a més ens ajuda a la comprensió del que passa al món. Baso la meva qualificació en el fet que ho van dir uns 1.700 científics l’any 1992 (incloent la majoria de premis Nobel en ciències vius en aquell moment) i ens ho han repetit ara fa pocs mesos 15.372 científics de 184 països en un article a la revista científica Bioscience.

L’èxit d’aquest esforç mundial requerirà però una gran reducció de la violència i de la guerra, com ens diuen. Perquè, com bé ens diuen, la despesa militar és al centre de tots els conflictes armats, al centre de les desigualtats mundials, i al centre d’aquest desinterès per evitar l’escalfament global. Per què no fem res, a pesar de totes les advertències?

L’anàlisi probabilístic de la versemblança ens porta a la comprensió, i aquesta ens ajuda a tenir objectius més sòlids i a saber actuar en conseqüència.

La imatge de dalt és de la campanya internacional “March for Science“.

———

Per cert, uns quants estem promovent una declaració de membres de la comunitat STEM a nivell internacional (científics, tecnòlegs, enginyers i matemàtics) a favor d’una reducció de la despesa militar a tot el món com a mesura per combatre d’una vegada l’escalfament global. La podeu llegir (i signar) aquí. És part de la campanya GCOMS que promou l’Oficina Internacional per la Pau.