Entrades amb l'etiqueta ‘camins’

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.

Distàncies, camins i carreteres

dimecres, 9/04/2014

Camins_Girona_Bisbal.jpg Hi ha preguntes més difícils de contestar del que sembla. Si us demanen quin és el millor camí per anar d’un lloc a un altre, podeu contestar de moltes maneres, perquè el significat de la paraula “millor” no és gens clar. En termes matemàtics o físics, podem dir que aquesta és una pregunta mal formulada.

Si pensem que “millor” vol dir mínima distància, llavors la solució ja sembla més clara. La geometria ens diu que el camí de mínima distància entre dos punts és la recta que els uneix. Però tal vegada, això no és el que més ens interessa. Segurament estem pensant en un camí senzill i fàcil de fer. Els humans, com els animals, tendim a prioritzar els camins amb menys pendent i que requereixin menys despesa energètica. Els nostres camins solen ser d’energia mínima. També hi pot haver qui digui que “millor” és sinònim de “més ràpid”, perquè el que vol és arribar ben aviat. La solució en aquest cas, serà un camí de temps mínim. Fins i tot podem pensar en el punt de vista de les administracions, que es proposen construir bones carreteres amb costos limitats, i parlar de camins de mínim cost constructiu. De fet, si ho pensem bé, la cosa és més complicada perquè en alguns casos encara hem de concretar més. El camí de mínima distància entre dos punts de la Terra només el podrem recórrer si fem un túnel perfectament recte que, en el cas de dues ciutats separades 50 quilòmetres, passarà en el seu punt mig a una profunditat de 50 metres. És clar que no és una idea massa factible. Tal vegada és millor que parlem del camí de distància geodèsica mínima, que és el camí de distància mínima d’entre tots els possibles camins que van per la superfície de la Terra. El camí de distància geodèsica mínima és força recte, però s’adapta al terreny i al seu relleu. D’altra banda, el camí de mínima despesa energètica tampoc és únic. Cal precisar el nostre mitjà de locomoció. Els camins de mínima despesa energètica són diferents si volem caminar de si pensem anar en bicicleta o de si volem fer-ho en cotxe. Tot són diferents formulacions del problema de trobar el millor camí per anar d’un lloc a un altre, i tots porten a solucions diferents. Tenim el camí de distància mínima, el de distància geodèsica mínima, el de mínima energia a peu, el de mínima energia en bicicleta, el de mínima energia en cotxe, el de temps mínim (també hauríem de distingir entre anar a peu, en bicicleta o en cotxe) i el de mínim cost constructiu. I podríem pensar-ne més. Tot depèn de la interpretació que donem a la paraula “millor”. Cada formulació porta a un problema diferent amb una solució específica.

El llenguatge científic ens ajuda a concretar. Hi ha problemes mal definits, com el de trobar el millor camí per anar d’un lloc a un altre. Els problemes passen a ser concrets i resolubles quan es formalitzen i es plantegen en llenguatge matemàtic. Tenim eines per a calcular mínims de de manera clara i no ambigua, però abans hem de poder formular el problema i escriure l’equació de la funció matemàtica que volem minimitzar. Aquest exercici de formalització és ben curiós, perquè és també un mecanisme que ens ajuda a entendre el problema. Ens posem davant d’un full de paper, i habitualment, al principi, no sabem què escriure. Llavors ens adonem que en realitat no sabíem què volíem resoldre. Li donem voltes i més voltes, i finalment ho veiem clar. Podem escriure les equacions del problema i a més, l’entenem. L’hem formalitzat.

Val a dir que, en el cas dels camins i carreteres, la formulació dels problemes sovint barreja diversos factors. Podem plantejar-nos de trobar, per exemple, el camí més curt d’entre tots els que impliquen una despesa energètica total no més gran que un determinat valor prefixat per quilòmetre (en un cas concret, per exemple el dels cotxes) . Podem també fer-ho al revès i veure quin és el camí de mínima despesa energètica d’entre tots els que no són més llargs que el doble de la llargada del camí de mínima distància. I trobarem una solució diferent. En tot cas, aquests són problemes d’optimització amb restriccions, ben coneguts en matemàtiques i informàtica. I la cosa es pot complicar encara més si també demanem que la carretera passi per determinades poblacions del camí…

La imatge de dalt mostra tres solucions al problema de trobar el millor camí entre Girona i la Bisbal d’Empordà, basades en diferents formulacions. La carretera C-66, marcada amb cercles grocs, és la solució “construïda”. Veureu que fa una volta notable per evitar el massís de les Gavarres. La solució en blau de la part de dalt és el camí optimitzat per a gent que ho vol fer corrent, segons aquesta web interactiva. La web ens dona el mapa del camí i el perfil amb les pujades i baixades, que podeu veure al mig de la imatge. I la solució en blau de la part de sota és el camí de distància mínima. La distància per carretera és de 29 quilòmetres, la del camí optimitzat per a córrer és de 26,44 quilòmetres, i la distància en línia recta (que només podrem fer en helicòpter) és de 18,7 quilòmetres, quasi la meitat del camí que cal fer si anem per carretera. Però si mesurem la distància en temps i anem en cotxe, és clar que el millor camí és la C-66. Si volem arribar aviat, millor en cotxe i per carretera.

Els carrers pavimentats de la ciutat d’Ur són de l’any 4000 abans de crist, i el camí Reial Persa es va iniciar l’any 500 abans de Crist. Però el salt qualitatiu el van donar els romans. Les 29 grans calçades romanes, en un ambiciós projecte que va començar l’any 312 abans de Crist, van acabar tenint una longitud total de 78 mil quilòmetres. No és impressionant?  Per cert, sabeu cóm decidien quin era el millor camí, els romans?  Habitualment ho feien d’una manera ben senzilla: seguien els camins ja existents, els camins de les tribus nòmades que portaven els ramats d’un lloc a un altre. I abans de les tribus nòmades, els camins ja havien estat marcats pels animals salvatges. Els ramaders no van fer més que seguir les petjades dels animals, i els romans van seguir les dels ramaders nòmades. Tot plegat no va ser res més que una versió lenta i biològica del que avui en dia hem batejat com algorismes genètics d’optimització. Els camins i les vies romanes són els que són perquè les altres opcions eren menys eficients i no van tenir èxit.

Els romans van ser grans experts en la construcció de vies i carreteres. Publius Papinius Statius a “Vía Domitiana i d’altres autors expliquen que calia talar els arbres, excavar la terra fins la roca (statumen), reomplir primer amb pedres per al drenatge i després amb grava i materials adequats (rudus, nucleus), piconar amb una petita inclinació cap a les cunetes per al drenatge de la pluja, i finalment col·locar lloses de pedra (summum dorsum) o grava piconada, a més de grans pedres allargades que es posaven alineades a cada costat i que feien de vorada entre la calçada i les cunetes. Tot això desprès que els topògrafs o “mensors”  haguessin decidit el recorregut en base a inspeccions de reconeixement, tenint en compte camins ja existents i assegurant pendents de menys del 8%. Moltes vies romanes han durat 2000 anys i encara les podem gaudir i caminar. Si no en tenim més és perquè hem utilitzat els seus recorreguts i les hem amagat sota les nostres carreteres. No hi ha dubte que els romans van ser realment bons en trobar els millors camins per anar als diferents llocs.

Per cert, en Ramon Folch diu que les energies convencionals tenen un esplèndid present i un pèssim futur i que en canvi, les energies de font renovable tenen un present pobre i un futur capital. Un futur a vint o trenta anys vista, no pas més llunyà, potser més proper. Diu que necessitem accions de govern lúcides i administració decent. N’anem curts.