Entrades amb l'etiqueta ‘democràcia’

Elogi de les interaccions

dijous, 21/06/2018

Quan ens donem un cop amb una porta de ferro, què passa? Ens fem mal perquè la nostra pell xoca amb la matèria sòlida del ferro, amb els seus àtoms?

La resposta és no. No xoquem amb la matèria fèrria sino que som repel·lits, abans d’arribar-hi, per les seves forces atòmiques. Són els electrons exteriors dels àtoms de les cèl·lules de la nostra pell els que són aturats en sec per una immensa força d’interacció que es genera entre ells i els electrons dels àtoms de la capa exterior de la xapa de ferro. Perquè una porta de ferro, bàsicament, és espai buit, sense quasi res de matèria. És el que veiem a la imatge d’aquí al costat (que he tret d’aquest vídeo, força conegut i molt recomanable), que mostra l’aspecte que tenen els objectes que considerem sòlids quan els mirem a una distància de l’ordre d’una centèsima d’Àngstrom (un Àngstrom és una mil milionèsima d’un metre: si cada habitant de la Terra s’empetitís fins mesurar un Àngstrom i ens poséssim tots en fila, faríem una línia de 7 metres). Considerem un cub de ferro de densitat 7,9 i de 56 grams. Amb una simple divisió, veiem que el seu volum és de 7,1 mil·lilitres. Ara bé, com que la química ens diu que 56 grams de ferro són un mol, i com que un mol conté 6 per 10 elevat a 23 àtoms (el nombre d’Avogadro), a l’estructura cristallina cúbica del ferro alfa, cada àtom ocupa un espai de 1,2 x (10 ^ (-23)) centímetres cúbics (només cal dividir 7,1 pel nombre d’Avogadro). I ara, l’arrel cúbica d’aquest valor ens dona la separació els nuclis de dos àtoms de ferro veïns: 2,3 Àngstroms. Si ens situem al nucli d’un àtom de ferro amb els seus 56 neutrons i protons (com el de la imatge de dalt), haurem de travessar una distància de 2,3 Àngstroms pràcticament buida que només conté uns quants electrons fins trobar el següent nucli de l’àtom de ferro veí, que sabem que té un diàmetre, en metres, de 5,6 per 10 elevat a la potència menys 15.

Si dividim la distància de 2,3 Àngstroms entre dos nuclis veïns d’àtoms de ferro per aquest valor del diàmetre dels seus nuclis, obtindrem que la relació és de 41.000. O sigui: si el nucli d’un àtom de ferro tingués la mida d’un cigró, el seu veí a l’estructura cristallina de la porta estaria a 400 metres. Aquesta és la imatge d’una sòlida porta de ferro quan la mirem a una distància de l’ordre d’una centèsima d’Àngstrom: un conjunt de cigrons disposats regularment, cada un d’ells a quatre-cents metres dels seus veïns. En mig, en aquests 400 metres, uns pocs electrons que pràcticament no tenen massa i que no es volen deixar veure. Els sòlids són buits. Però atenció: interaccionen fortament amb la nostra pell.

Curiosament, el funcionament del nostre cervell es basa també en les interaccions entre neurones, més que en les neurones mateixes. Diuen que el cervell és l’objecte més complex del sistema solar, encara que només inclogui el 2 per cent del pes corporal. Com podeu llegir aquí, es calcula que dins de la cavitat cranial hi ha cent mil milions de neurones, que gestionen un nombre immensament més gran de connexions neuronals. De fet, el nombre de sinapsis és superior als 1000 bilions. El nostre cervell consumeix un 20 per cent de la nostra energia total (de fet, en els nadons, el cervell consumeix un 65 per cent de la seva energia total), i és tant sofisticat que el nostre ADN dedica el 80 per cent dels gens per a codificar les seves característiques. Sorprenent, oi?

Ara bé, segons explica en Christof Koch, qualsevol mecanisme molt complex amb un nombre d’interconnexions per damunt d’un determinat llindar i tal que la seva estructura codifiqui un conjunt de relacions causa-efecte, acaba tenint un cert nivell de consciència i sentint alguna cosa que ve de dins seu. Perquè segons la teoria de la informació integrada de Guilio Tononi, la consciència d’un cert sistema, a partir d’una determinada massa crítica de complexitat, ve determinada per les seves propietats causals, i per tant, la consciència acaba sent una propietat intrínseca i fonamental dels sistemes físics quan esdevenen més i més complexes. O sigui, que és un poder causal intrínsec que apareix automàticament en mecanismes molt i molt complexes com el cervell humà. De fet, Tononi diu que la complexitat d’un cert sistema ens pot donar una mesura del seu grau de consciència. A la seva teoria integrada de la informació, aquesta mesura la quantifiquen amb un valor que anomenen “Fi”. I el valor “Fi” del cervell humà és tan gran, que fa impossible calcular o simular-ne això que en diem consciència. La consciència no es pot simular, perquè només es troba dins la mateixa estructura dels sistemes que ho són.

El ferro és sòlid no com a conseqüència de la matèria que el conforma (matèria que deixa immensos espais buits), sino que ho és com a resultat de les forces atòmiques d’interacció, que, cal dir-ho, són molt poques perquè només afecten els àtoms més propers. I sembla ser que nosaltres som conscients no pel fet de tenir cent mil milions de neurones al cervell, sino gràcies al nombre ingent d’interaccions que generen entre elles. Tots dos, el xoc amb la porta i  pensaments del tipus “sóc viu”, són dos resultats d’una immensitat d’interaccions a nivell microscòpic. Mira per on, bona part del que experimentem cada dia és resultat d’interaccions.

Els humans també interaccionem, encara que amb moderació. L’amor, l’amistat, les relacions, fins i tot les xarxes socials, van modelant el nostre Jo i donen sentit a la nostra vida. Construïm la vida sobre les nostres relacions perquè som animals socials. Però clarament no som com les neurones. Les nostres interaccions són modestes, febles i poc nombroses. Els grecs van crear la democràcia quan van entendre la importància del dret a la paraula, del dret a discutir-ho tot, del dret a interaccionar públicament a l’assemblea i del dret a empoderar-se. Però ens cal lluitar, ara i sempre, per a que aquesta paraula no perdi el seu significat de respecte als drets de totes les persones i per a que no sigui segrestada pels qui pensen més en el seu desig de poder que en la gent.

—-

Per cert, en Pedro Olalla ens recorda que la democràcia va sorgir de la societat grega, quan va posar a l’abast de tothom una cosa fonamental: el dret a la paraula, el dret a discutir-ho tot i i el dret a interaccionar públicament a l’assemblea i a l’Àgora. Explica que la democràcia va brollar de l’ànima dels grecs quan van comprendre que la vida humana era única i més valuosa que qualsevol tresor o ambició, cosa que va portar a un pas progressiu del poder cap a mans dels ciutadans.

L’Alzheimer i els ritmes

dimecres, 30/05/2018

Durant els darrers cent anys hem après molt sobre el funcionament del cervell, gràcies als treballs de Santiago Ramón y Cajal i amb l’ajut de sistemes de detecció i mesura com el de l’electroencefalografia que va inventar en Hans Berger. Sabem que tenim uns 86 mil milions de neurones, que cada una d’elles es connecta amb milers d’altres, i que grups molt nombrosos de neurones s’activen de manera sincronitzada i rítmica, produint ones que ara sabem captar. Quan dormim profundament i sense somiar, les neurones generen una música latent d’ones delta de baixa freqüència (entre un i quatre Hz o cicles per segon). Però les nostres neurones també ressonen en moltes altres freqüències. Per exemple, quan estem actius, generem ones gamma més ràpides (de 30 a 70 Hz), associades amb la formació de idees, el llenguatge, la memòria i amb la percepció conscient.

El cert és que hem avançat molt, però que encara no sabem res, del nostre cervell. Som com un nen a la platja, que juga amb la sorra i les onades sense ser conscient de la immensitat de l’oceà. En Marcus du Sautoy ens parla de la extraordinària complexitat del cervell humà i diu que el més probable és que els humans mai arribem a entendre’l del tot.

Dic això perquè fa poc vaig llegir una notícia molt bonica. S’ha descobert que el fet de sotmetre ratolins que tenen plaques d’Alzheimer en el seu cervell a flaixos intermitents i rítmics de llum LED durant una estona, redueix dràsticament el nombre d’aquestes plaques. Ho ha descobert un grup de científics del Massachusetts Institute of Technology (MIT), que van trobar que la llum estimulava les cèl·lules a ressonar i destruir les proteïnes nocives que s’acumulen i que provoquen l’aparició de la demència. Això sí, cal que el parpelleig segueixi un ritme de 40 flaixos per segon, perquè així activa aquest tipus concret d’ones gamma. Encara que ni els humans ni les rates podem percebre que es tracta d’una llum formada per una seqüència d’impulsos lumínics (ho veiem com una llum continua, per la persistència de la imatge a la retina), els ulls sí que capten els flaixos, els seus senyals òptics passen al cervell, les neurones s’activen a la mateixa freqüència, i amb les seves ones – el seu “ball” – van trencant les plaques. De fet, ara mateix s’està fent proves en persones malaltes d’Alzheimer, com podeu veure a aquesta noticia del New Scientist i en el vídeo que mostra. La imatge de dalt és justament d’aquest vídeo. Cal dir que s’ha vist que determinades vibracions i sons de la mateixa freqüència de 40 Hz són també útils i trenquen plaques d’Alzheimer. Sembla que l’important és fer ressonar les neurones a la freqüència de 40 Hz, no pas com es fa.

Una prova del limitat que és el nostre coneixement del funcionament del cervell humà i de la immensa complexitat del que encara no sabem són els experiments que ens mostren que la realitat pot ser molt diferent al que creiem que veiem. Un exemple és l’efecte McGurk, que aquí teniu explicat. Estem acostumats a que hi hagi coherència entre les nostres percepcions visual i acústica. Doncs bé, si en algun moment no coincideixen, el nostre cervell ha de decidir. El resultat és que no ens adonem de la discrepància, i que pensem que el real és només una de les dues (normalment la visual). Ho podeu veure i experimentar amb aquest vídeo de la BBC. Conclusió: en molts casos no captem bé la realitat, com ja ens deia Plató. Si això és el que ens passa, voleu dir que ens serà fàcil desentrellar els misteris del nostre propi cervell i entendre allò que realment fa?

Tot plegat m’ha recordat un acudit d’en Randall Munroe que podeu veure aquí i que ordena algunes branques del saber pel seu grau de “puresa”. Els psicòlegs diuen que la sociologia no és més que psicologia aplicada, els bioquímics afirmen que la psicologia no és més que bioquímica aplicada, els químics diuen que la bioquímica és química aplicada, els físics afirmen que la química és en realitat una forma de física aplicada…, i els matemàtics s’ho miren tot de lluny i amb perspectiva. De fet, els experiments del MIT sobre els flaixos de llum i les plaques d’Alzheimer ens demostren que, encara que el nostre coneixement del cervell sigui quasi nul, podem tractar i segurament podrem guarir alteracions i degradacions bioquímiques amb sistemes no invasius només basats en la física. Llum que pot curar l’Alzheimer. Bonic, oi? Podrem algun dia tractar i guarir-nos de la cobdicia humana?

———

Per cert, la Rosa Montero diu que el 80% de les 43.000 empreses multinacionals del món estan controlades per només 737 persones. Diu que com que hi ha un miler d’individus que posseeixen el món, els polítics haurien d’estar de la nostra part, de part de tots els altres ciutadans, per intentar controlar els potentats. Democràcia és això, no el que tenim.

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.

Allò que és geomètric

divendres, 9/03/2018

Què és geomètric, i què no ho és? Si poseu “pintura geomètrica” en un cercador, us trobarà, a la web, fotos com la de dalt de la imatge, que tots veiem com una composició geomètrica. És un conjunt simple, format per superposició de figures quasi-rectangulars de diversos colors. Jo diria que la seva característica fonamental no és el fet de ser geomètric, sino la seva bidimensionalitat.

Mireu en canvi el quadre de baix, d’Edward Hopper, que és un exemple paradigmàtic del caràcter geomètric tridimensional de tot el que ens envolta. Hi podem veure les ombres degudes a l’orientació local de la superfície del terreny, que permeten deduir la posició del Sol, dalt a l’esquerra però no molt alta; les siluetes (aquells punts amb vector normal perpendicular a la direcció que els connectava amb l’ull de Hopper), les curvatures i plecs del terreny, les zones de curvatura Gaussiana positiva o negativa, algunes zones localment desenvolupables i fins i tot planes… Poca cosa es pot dir del caràcter geomètric del quadre de dalt, mentre que es podria escriure tot un llibre sobre la poesia que traspua l’obra de Hopper.

Hi ha un fet cultural força trist: no estem gaire preparats per a gaudir de la bellesa de les formes 3D, excepte, això sí, les humanes. Si ens demanen que mostrem alguna cosa geomètrica, és força probable que agafem un llapis i fem un dibuix 2D amb traços rectes i uns quants angles. Deu ser per això que els escultors són més escassos que els pintors i dibuixants.

Al món i la natura hi ha molt poques rectes. La geometria, aquesta ciència de la mesura del món que hem creat, ha de tenir eines per estudiar i entendre totes les formes corbades que ens envolten. La separació entre corbes i rectes és la que distingeix el món natural de l’artificial, perquè les rectes les vam inventar els humans. Van ser les rectes dels temples inques, egipcis, maies i babilònics, les que van inspirar Euclides quan, en un exercici d’abstracció, les va imaginar com continuació infinita del camí més curt que uneix dos punts donats.

I no es por parlar de geometria, de la geometria de veritat del món natural, sense parlar de Carl Friedrich Gauss. Gauss va ser un geni. Es diu que, als tres anys, va corregir un error en els càlculs financers del seu pare. I als set anys, a l’escola, va descobrir la formula per a calcular la suma d’una progressió aritmètica. De jove, mentre feia de cartògraf, va crear i escriure tota la disciplina que ara es coneix amb el nom de geometria diferencial, junt amb el concepte de curvatura de Gauss que porta el seu nom. El seu descobriment que les característiques de curvatura d’una superfície es poden deduir de manera completa només mesurant angles i distàncies i sense “mirar-la des de fora” és el que ara ens permet validar experimentalment la curvatura de l’espai que va plantejar Einstein a la seva teoria de la relativitat general, i la que ens ajuda a gaudir de tots els matisos corbats quan mirem el meravellós quadre de Hopper.

Tot és geometria. La nostra realitat geomètrica, tan similar a la dels altres animals, ens ajuda a entendre que som natura i que som geometria. Tenim una forma exterior quasi-simètrica, amb un pla de simetria que separa dreta i esquerra que fa que les nostres mans, en lloc de idèntiques, siguin enantiomorfes. La similitud en la disposició dels nucleòtids al llarg de l’hèlix de l’ADN (tot un prodigi geomètric absolutament tridimensional) fa que tots els humans siguem essencialment similars, i ens explica, com molt bé va fer Albert Einstein, que totes les persones que habitem el món som iguals pel que fa als nostres drets. Acabo amb tres frases que se li atribueixen: “Hi ha dues maneres de mirar la vida: creure que els miracles no existeixen o creure que tot és un miracle”, “El meu ideal polític és la democràcia. Que es respecti tothom com a individu i cap persona sigui idolatrada”, i “La paraula progrés no té cap sentit mentre hi hagi nens infeliços”.

Per cert, avui acabo amb una imatge (geomètrica, també), en comptes d’una cita:

Negociació, informació i restriccions

dijous, 9/11/2017

Si dic que portem la negociació als gens, estic fent una afirmació que és molt més certa del que podem arribar a pensar. Perquè de fet som un pacte: el pacte que va resultar d’un sofisticat mecanisme que va involucrar l’ADN de la nostra mare i el del nostre pare.

Tots sabem que l’ADN és el contenidor de la informació genètica que explica els nostres trets, físics i fins i tot de caràcter. L’ADN humà es troba repartit en 23 parells de cromosomes, que contenen gens amb cadenes de nucleòtids. El que no és tan conegut, però, és el mecanisme de transmissió genètica de pares a fills. Quasi totes les nostres cèl·lules són diploides i contenen dues “versions” de cada cromosoma. Les úniques que no ho són, però, són les cèl·lules sexuals o gàmetes, que contenen una única còpia de cada cromosoma. El mecanisme de divisió cel·lular que produeix cèl·lules sexuals a partir de les diploides s’anomena meiosi.

L’interessant de tot plegat és que aquestes dues “versions” de cada cromosoma que tenim a totes les nostres cèl·lules excepte les sexuals, són directament una “petjada” de cada un dels nostres dos pares. Dit d’una altra manera, la meitat del nostre ADN ve directament de la nostra mare (sense cap modificació), i l’altra meitat, del nostre pare. Tal vegada els nostres pares ja han mort, però dins nostre, a cada una de les nostres cèl·lules, continuem tenint part del pare i part de la mare, en una coexistència que perdura fins la nostra desaparició. Les dues “versions” de cada cromosoma que tenim a cada un dels 23 parells no són més que els gens i nucleòtids que van aportar un i altre en el moment de la fecundació (vegeu la nota al final). La fecundació no barreja, només conserva el que li arriba d’una i altra banda.

El pacte genètic que ens va crear va ser fruit d’una negociació que no podia ser més neta i justa. Com que cap dels nostres progenitors podia imposar la seva marca genètica, i com que és clar que la informació genètica dels fills no pot ser més gran que la de cada un dels dos pares, tots dos van començar renunciant a la meitat de la informació dels seus nucleòtids. L’evolució ha construït un mecanisme de reproducció que comença cedint, de manera que cada progenitor renuncia a la meitat de la seva informació genètica (vegeu un cop més la nota al final). Com que la informació genètica no pot créixer constantment (aquesta és la restricció inherent als mecanismes reproductius), la negociació genètica ha d’assolir un pacte en base a la renúncia de la meitat del que tenen un i altre. Aquesta pàgina web mostra una animació, de la qual he obtingut la imatge de dalt, que ho explica gràficament.

El resultat d’aquest mecanisme que ha anat refinant l’evolució durant milions d’anys és extraordinari. La quantitat d’informació genètica es manté constant al llarg de les generacions (és de l’ordre de tres mil milions de nucleòtids o, el que és el mateix, 3 milions de kilo-bases) amb un sistema reproductiu que assegura aquesta restricció en base a un admirable i robust mecanisme de pacte. Som fruit de la cooperació, amb un ADN que sap cedir. Desconeixem els orígens de la vida, però és probable que alguns dels primers organismes no volguessin pactar la seva informació genètica. Si van existir, eren petits éssers vius que volien guanyar sense cedir ni pactar. Però ja no hi són, no en queda cap.

És sorprenent que els humans no tinguem aquesta capacitat de cedir que sí que tenen les nostres cèl·lules. Ni som conscients dels límits i restriccions, ni, quan parlem i discutim, som massa propensos a deixar de banda part del que volem. En paísos amb cultura democràtica recent, com el nostre, la paraula “vèncer” és més atractiva que “cedir” o “negociar”, i competir és més encisador que cooperar. Però, mentre les espècies animals i vegetals són força estables i van evolucionant lentament, la condició humana i les ganes de guanyar estan incrementant de manera molt preocupant i quasi suicida les desigualtats al món. Com bé diu l’Eudald Carbonell, encara som a l’era de la pre-humanització. I el repte és cada cop més urgent, si no volem desaparèixer com a espècie. La supervivència, al segle XXI, en un món on ja no podem conquerir més terres, en aquesta nau espacial Terra on som, implica gestionar bé, dialogar, respectar els drets humans, i no pensar més en vèncer. Si aconseguim sobreviure, ens anirem humanitzant a mesura que aprenem a escoltar i a usar únicament la negociació i les eines democràtiques per a resoldre els conflictes.

———
Per cert, l’Alfred de Zayas, en un informe de l’oficina de l’Alt Comissionat de l’ONU pels Drets Humans, demana a les autoritats espanyoles que es posin a negociar amb els líders catalans. Diu que l’única solució democràtica a l’impasse actual és suspendre les mesures repressives i organitzar un referèndum per determinar els veritables desitjos de la població afectada. Referèndum que diu que hauria de ser supervisat per la UE, l’OCDE i observadors privats, inclòs el Centre Carter.

———

NOTA: Pensem en un qualsevol dels 23 parells de cromosomes, per exemple el primer. La meva mare té el parell que anomenaré (M1m, M1p) de manera que el cromosoma M1m (amb tots els seus gens i nucleòtids) ve directament de la meva àvia materna i el M1p és del meu avi matern. D’altra banda, aquest primer parell del meu pare el podríem anomenar (P1m, P1p) de tal manera que el cromosoma P1m ve directament de la meva àvia paterna i el P1p és del meu avi patern. Cada cop que es genera un òvul, aquest passa a tenir un únic cromosoma O1 a partir de la barreja, en part aleatòria, del material genètic de M1m i M1p. L’òvul, en lloc de 23 parells de cromosomes (46 cromosomes en total), només té 23 cromosomes O1… O23. I, cada cop que es crea un espermatozoide, aquest passa a tenir un únic cromosoma E1 a partir de la barreja, en part aleatòria, del material genètic de P1m i P1p. L’espermatozoide, en lloc de tenir 46 cromosomes agrupats en 23 parells, només té 23 cromosomes E1… E23. Els nostres 23 parells de cromosomes són (O1, E1), (O2, E2), … (O23, E23). Cada un d’ells conté informació directa de la meva mare (que a la seva vegada, és el resultat d’una negociació genètica entre els dos cromosomes corresponents dels meus avis materns) i informació directa del meu pare que prové de la barreja d’informació dels meus avis paterns.

Els algorismes que aprenen

dijous, 9/02/2017

Hi ha paraules boniques que també ens fan una mica de por. Poca gent sap que la seva vida és plena d’algorismes. Alguns, quan se’n adonen, no saben si ho han d’acceptar o s’han de posar nerviosos. I el cert és que, tot i que no els reconeguem i que pensem que no ens afecten, els portem sempre al nostre costat.

Un algorisme no és més que un conjunt ordenat, finit i no ambigu de regles i operacions que permeten resoldre un problema o realitzar una determinada activitat. Els algorismes són descripcions precises de processos que fem o que fan els altres. Les instruccions per muntar un moble a partir d’un kit de peces o el full on expliquem com posar en marxa la calefacció quan marxem de casa i han de venir uns amics, són algorismes. Les receptes de cuina i les partitures musicals són algorismes per preparar menjars i interpretar melodies. I ho són les instruccions de qualsevol joc, els manuals d’usuari i els protocols que segueixen els metges als hospitals. Algunes vegades, els algorismes els podem escriure per a nosaltres mateixos, quan acabem de descobrir alguna cosa complexa que ens ha estat útil (per exemple en el nostre mòbil), i volem no oblidar-la. En altres ocasions, les escrivim per a que algú altre pugui fer més endavant quelcom que nosaltres ja sabem fer. És per això que el conjunt de regles d’un algorisme ha de ser no ambigu: si no l’escrivim bé, la persona que vingui a casa no entendrà com engegar el rentaplats o com posar en marxa la calefacció.

Espero no guanyar-me el mot de “friqui” si confesso que m’agrada la paraula “algorisme”. Tal vegada perquè ha estat al meu costat durant quasi cinquanta anys, i perquè ve de molt lluny. Concretament d’ara fa 1.150 anys, quan al-Khwarazmí treballava a l’observatori de Bagdad. Durant els segles de l’edat mitjana, al-Khwarazmí va ser la principal font de transmissió de coneixements matemàtics de l’Orient a l’Occident, en part en base a les traduccions de textos en grec, llatí i sànscrit que es feien a la Casa de la Saviesa. En el seu tractat d’àlgebra, “Hissab al-jabr wa-l-muqàbala“, explicava regles i receptes (o sigui, algorismes) per repartir herències, cosa que en aquell temps i en el món àrab era molt complicada i requeria fer molts càlculs. En un altre llibre, “Sobre el càlcul amb nombres indis”, llibre del que només se’n conserva una traducció del segle XII, al-Khwarazmí va explicar, sembla que per primera vegada, el sistema de numeració posicional en base 10 (incloent el zero) que va aprendre de l’Índia i que és el que ara utilitzem. Fa més de 11 segles, al-Khwarazmí ens va deixar llibres meravellosos, tots plens d’algorismes. És per això que els algorismes porten el seu nom.

Quan sumem nombres portant-ne, estem aplicant l’algorisme que vam aprendre a l’escola; i, quan multipliquem, també. Euclides ens va deixar un algorisme molt elegant per calcular el màxim comú denominador de dos nombres, i Pitàgores ens va explicar l’algorisme per calcular hipotenuses i distàncies entre punts. Després, amb els ordinadors, hem acabat tenint algorismes per tot. Perquè els ordinadors i els telèfons mòbils només funcionen en base als algorismes que alguns programadors els han preparat. Totes les aplicacions que ens hem baixat als nostres mòbils són algorismes. Tenim algorismes per millorar fotos, per cercar informació a internet, per saber la posició dels astres i per preveure el temps que farà demà. Tenim algorismes que ens troben el nom de les músiques que escoltem, i algorismes que saben traduir textos d’un idioma a un altre.

I ara, el que hem començat a veure fa pocs anys són algorismes que es van refinant amb les dades. Són algorismes que aprenen, algorismes que conformen els mecanismes d’aprenentatge automàtic que es troben en el nucli de l’anomenat “big data“. Hi ha moltíssims exemples, un dels quals, molt il·lustratiu, el teniu en aquest document (que és un pòster científic presentat ara fa uns mesos; com podeu observar, la imatge de dalt és d’aquest mateix document). Es tracta d’un algorisme que, a partir d’una gravació de vídeo de 15 segons en la que s’ens demana que expliquem qui som, fa una valoració de la nostra personalitat en cinc eixos diferents, i ens ho mostra amb 5 bandes verdes (les que veieu a la dreta de la imatge) al cap de menys de tres segons. Aquests cinc eixos són els de la curiositat (gent inventiva i curiosa versus gent cautelosa), escrupolositat (gent eficient i organitzada versus gent descurada i desordenada), extraversió (gent extravertida i energètica versus gent reservada i solitària), agradabilitat (gent amigable i compassiva versus gent poc social) i neuroticisme (gent neuròtica versus gent fiable). Com ho fa? Doncs amb un algorisme que conté dues xarxes neuronals de 17 nivells, una per la senyal de vídeo i l’altra per la d’àudio, amb un darrer nivell de fusió de les dues, com bé podeu veure a la figure 3 del document. Cada un dels 17 nivells d’una i altra xarxa combina adequadament els resultats del nivell anterior i genera una sortida que transmet a algun o alguns dels nivells següents. Cada nivell és com una taula de mescles de so, però digital. Barreja les entrades per tal de produir el senyal de sortida. En resum, fem 17+17+1 mescles, i acabem trobant els trets de personalitat de la persona que ha estat parlant durant 15 segons al vídeo. Però, com fem aquestes mescles? Com ajustem la importància que donarem a cada un dels valors d’entrada a cada una de les mescles? Com ajustem el valor de cada un dels “potenciòmetres” de la nostra xarxa neuronal?. En el cas de l’article que comento, això es va fer amb un sistema d’aprenentatge dirigit. Amb anterioritat als experiments, els autors, amb l’ajut de molts voluntaris, van analitzar deu mil vídeos de 15 segons de YouTube. Cada voluntari, a cada prova, presenciava una parella de vídeos (corresponents a dues persones) i després havia de dir quina de les dues persones creia que era la més curiosa, quina la més extravertida, .. i així fins analitzar el cinquè eix de neuroticisme. Cal observar que no es demanava cap valoració, únicament havien de comparar la parella de persones que estaven veient. Això es va fer així perquè és ben conegut que les comparacions les fem molt millor que les valoracions. Doncs bé, la informació d’aquests experiments amb 10.000 vídeos és la que va permetre ensinistrar els  mescladors dels 17+17+1 nivells de l’algorisme i ajustar els seus valors. Però això no va acabar aquí. L’interessant és que l’algorisme va continuar i continua aprenent, perquè quan el sistema ja estava ajustat i “trained” (mireu la imatge de dalt), l’anàlisi del vídeo de cada nova persona que vol experimentar aquesta aplicació i que dona la corresponent autorització per usar les seves dades, serveix per acabar d’ajustar una mica més els paràmetres de tots els nivells de la xarxa neuronal. El sistema va aprenent cada dia, i cada persona que l’utilitza l’ajuda a fer-ho. Només cal que digui si creu que el resultat que li mostra la màquina reflexa la seva personalitat o no, perquè això és l’únic que necessita la xarxa neuronal per auto-refinar-se.

Per bé o per mal (esperem que per bé), els algorismes que aprenen han arribat, i han vingut per quedar-se amb nosaltres. Ens poden ser molt útils, però no hem de perdre mai de vista la necessitat de la seva regulació ni els aspectes ètics. Els algorismes són aquí, però la responsabilitat sempre serà de les persones que els utilitzen.

Per cert, en Christophe Galfard diu que sense una visió científica, la democràcia es torna més complicada. També diu que la humanitat no és conscient del seu lloc a l’Univers, que només ara ho estem començant a entreveure.

El nostre rèptil

divendres, 18/12/2015

Entendre el passat llunyà no és pas fàcil. Quasi tot s’ha perdut. Hem trobat proves que confirmen que els nostres avantpassats ja utilitzaven el foc fa més d’un milió d’anys, però en canvi sabem ben poc de com vivia la gent abans del neolític, fa només deu mil anys. Hem recuperat algunes de les seves eines de pedra, però desconeixem com treballaven la fusta, les fibres vegetals i altres materials caducs.

Els astrònoms, en canvi, tenen una altra perspectiva. Carl Sagan, com cita la Núria Barrios, deia que els estels ens porten a un passat antiquíssim. La llum dels puntets que veiem al cel de les nits estrellades va iniciar el seu viatge cap a nosaltres fa molts i molts d’anys. En alguns casos, veiem llum que els estels van emetre abans que es formés el nostre planeta; en d’altres casos, veiem llum d’estels fantasmes que ja han mort, encara que ni ho sabem ni ho podem saber. El cel de nit és un viatge al passat. Els telescopis ens expliquen (i ens explicaran molt més en el futur) què va passar fa molts i molts anys a diferents indrets de l’Univers. Sabrem més dels nostres orígens, perquè el que va passar aquí no és massa diferent del que va passar a altres racons de l’Univers.

I què ens diuen de tot això, els paleontòlegs? Doncs en Neil Shubin, per exemple, diu que a més de mirar els estels, és molt instructiu mirar dins nostre perquè tots vam ser rèptils. En el seu darrer llibre, Neil Shubin explica que el nostre cos és una càpsula del temps. Càpsula que, si la obrim i la sabem llegir, ens parla de tota la història de la vida a la Terra i dels oceans i boscos de fa milions d’anys. Portem gens de microbis, d’insectes, de rèptils i el rastre de tota l’evolució. Dins nostre podem trobar restes dels mecanismes vitals de peixos i animals de fa milions d’anys. Senyals de quan vam ser peixos.

Justament fa pocs dies vaig llegir un article exquisit d’en Ramon Folch sobre la democràcia i els nostres comportaments atàvics. Parlava de gats, gossos i primats. Deia que els gats són esperits lliures, però que no tenen amics. Els gossos, en canvi, presenten sempre un comportament coral, respecten l’ordre jeràrquic en la seva manada i són lleials per naturalesa. En Ramon Folch considera que és per això que el gos va ser amansit fa mil.lennis fins convertir-se en l’encarnació de la fidelitat. Diu que et pots refiar del teu gos: se li pot retreure la submissió, però se li ha de lloar la noblesa. Els pitjors mamífers, en canvi, són els primats: són agressius, caragirats i traïdors, diu. Els pitjors quan els mesurem segons els nostres valors humans, és clar. Tot plegat no deixa de ser sorprenent, perquè els humans som primats.

En Folch explica que la democràcia és impensable entre els gats, funcionaria molt bé en una societat canina i ha de ser necessàriament defectuosa en col·lectius de primats, humans inclosos. L’experiència ho corrobora. No som un orgue de gats, però quasi. Quan tenim por, quan ens fan creure que hem de tenir por, ens surt el comportament atàvic del gat i del rèptil que portem dins i ens apuntem a la violència de reacció ràpida. Davant la por, volem atacar o desitgem que altres ataquin en nom nostre.

Però hi ha un detall. Els humans som els únics que sabem que portem un rèptil dins nostre. Som els únics que podem raonar i adonar-nos que la democràcia i la defensa dels drets humans no coincideix amb les característiques atàviques de la nostra espècie. Som davant d’una gran paradoxa: constantment hem d’escollir entre els valors que hem anat construint i el nostre instint de primats. Ramon Folch acaba dient que només una forta contrariació de les inclinacions humanes per via de l’educació fa possible el triomf dels valors democràtics, perquè sense educació a fons, la democràcia pot acabar essent una paròdia representada per una espècie egoista i tramposa que ve dels rèptils.

Per cert, en Ferran Requejo diu que la caverna en la qual vivim és molt més profunda que la imaginada per Plató: no és que només captem aparences de la realitat, sinó que tota la realitat és tal vegada aparent.

Hi ha massa gent, al món?

dimecres, 16/01/2013

Aquesta reflexió la va fer en Moisès Broggi en una entrevista ara fa poc més d’un any. Deia que hem d’equilibrar la balança entre la gent que mor i la que neix, perquè els recursos i la riquesa són limitats.

Moisès Broggi ens va deixar fa menys de tres setmanes. Broggi va ser un convençut humanista. Va ser membre fundador de l’Associació Internacional de Metges per a la Prevenció de la Guerra Nuclear (IPPNW), entitat guardonada amb el Premi Nobel de la Pau l’any 1985. En les eleccions generals espanyoles de 2011, Moisès Broggi va encapçalar la llista de la coalició d’ERC amb Reagrupament a la província de Barcelona.

En Moisès Broggi ens parlava de ciència i humanisme. Ens deia que l’home ha avançat molt en la recerca i l’estudi de la física i la biologia, però molt poc en l’estudi d’ell mateix. I que està molt bé que l’home sàpiga volar pels aires i anar per tot arreu. Però que seria molt millor si aprengués a conviure amb els altres. Tenim artefactes increïbles, però continuem matant-nos de manera molt semblant a com ho fèiem fa un, tres o vint segles.

El tema de la demografia és polèmic. Però hi ha bastanta gent que pensa que hi ha massa gent, al món. El 1968 érem (només) uns 3.500 milions. En quaranta-tres anys hem doblat la població de la Terra, sense que els recursos disponibles hagin crescut suficientment.

La ciència ens explica que tot és limitat, i que hem de saber conviure amb els límits. Podem pensar en l’infinit com a concepte matemàtic abstracte, però al nostre planeta no n’hi ha, d’infinits. Quants peixos podem posar a la nostra peixera? Quants gossos podem tenir, a casa? Quants recursos naturals té, la terra? Quànta energia podem consumir cada dia, al món? Quina és la màxima alçada que podem saltar? Les respostes no són pas òbvies, però és clar que admeten respostes basades en intervals. Podem tenir entre un i quatre peixos a la peixera de casa, però si pretenem posar-n’hi cent, es trencarà l’equilibri ecològic i moriran tots. Hi ha un interval que ens indica el nombre (mínim i màxim) de peixos que és raonable i sostenible, en funció de les condicions i de la mida de la peixera. Podem conviure amb un o dos gossos, però no podem tenir vint gossos, al pis. I els coneixements científics actuals ens permeten obtenir estimacions raonables del volum de recursos naturals disponibles o de l’energia que podem consumir. Encara que veiem gent que defensa els mites de la riquesa i del creixement continu, hem de ser ben conscients que el creixement econòmic continu és una fal·làcia. La riquesa es basa en els recursos naturals, i aquests són limitats. Ens ho explicava l’informe The Limits to Growth (Els límits del creixement), publicat el 1972 pel Club de Roma i conegut com l’informe Meadows. En aquest informe s’explica que el creixement econòmic no pot continuar indefinidament, degut a la disponibilitat limitada dels recursos naturals.

Per què tots estem d’acord en que hi ha un limit en el nombre de peixos que podem posar a la peixera de casa, i en canvi no ens plantegem els límits que ha de tenir la població humana? Per què no ens proposem estudiar quin és el limit superior raonable que pot assolir la població mundial, si pensem que els aliments i els recursos haurien d’arribar a tothom i que les desigualtats haurien de disminuir? En Moisès Broggi ens deia que “hi ha un càlcul fet que diu que si segueix així durant no sé quants anys pesarà més la humanitat que el planeta! Ens ensorrarem”. Per cert, i parlant de coses més properes: heu pensat quin seria el màxim raonable del nombre d’habitants de Catalunya? És un bon exercici. Pensar en els límits ens ajuda a tenir objectius més raonables…

Acabo amb tres reflexions que podeu trobar al llibre que recull les converses de Moisès Broggi amb el seu nét Carles Brassó:

Sobre els polítics: “El món de la política és molt compromès perquè requereix d’unes persones que mirin pel bé general i l’anteposin als seus propis interessos. I això no és fàcil de trobar. La política hauria de tenir més en compte la gent que reuneix aquestes qualitats i menys les ideologies”.

Sobre com resoldre els conflictes i sobre el govern mundial: “La democràcia no vol dir el poder de la majoria, sinó el respecte de totes les opinions. La diversitat d’opinions, enriqueix. La defensa de les opinions divergents s’ha de fer sempre des del respecte i la no-violència. S’ha de mostrar la indignació de forma pacífica. Però la injustícia s’ha d’assenyalar. No et pots quedar quiet o callat”. “Ara és necessari un govern global que corregeixi els desequilibris i les injustícies que hi ha a tot el món. Ha de ser un govern democràtic. La bona via és aquesta, impedir nous totalitarismes, tenir estats lliures, associats, amb bona relació, i un govern global”.

Sobre la informació: “La gent no aprofundeix. No es pot fer una cosa i pensar en una altra al mateix temps. L’excés d’informació és un problema, perquè dificulta la concentració”.

Informàtica i democràcia

divendres, 31/08/2012

Fa uns cinquanta anys, concretament l’any 1951, Kenneth Arrow va demostrar el seu teorema d’impossibilitat. En ciència, els resultats més importants són els negatius. Quan algú presenta una nova teoria, sempre podem pensar que tal vegada algú altre en el futur la millorarà. Però quan algú demostra una impossibilitat, quan algú ens diu que no, és clar que ens està ensenyant alguna cosa: ens diu per on no hem d’anar. Kenneth Arrow va establir un resultat no massa conegut. Va demostrar que cap sistema de votació és perfecte. El teorema d’impossibilitat d’Arrow diu que, si demanem algunes regles elementals de racionalitat col·lectiva (vegeu la nota al final), és impossible construir el perfil de preferències d’una societat a partir dels perfils de preferències dels seus individus. Tots els sistemes de votació actuals són imperfectes i perfectibles.

La informàtica i les noves tecnologies són simplement eines. Els avenços tecnològics no són negatius, com alguns diuen. La responsabilitat del seu ús és només nostre, i no hem de jutjar la tecnologia, sinó l’ús que en fem les persones concretes. Un ganivet pot servir per tallar el pa o per agredir els altres. Internet pot ajudar a cometre genocidis, o ens pot ajudar a construir un món millor. En David Ríos ens recorda que les noves eines TIC ens poden ajudar a construir una nova societat més democràtica. Les eines informàtiques permeten la participació directa, el vot ponderat i quantitatiu, el debat previ i fins i tot el diàleg i l’elaboració de solucions negociades. Vicenç Navarro (a les seves propostes 110 i 112) creu també que les noves tecnologies poden tenir aquest paper.

La informàtica i els nous recursos d’Internet ens ofereixen eines per a modelar la nova democràcia del segle XXI. Una democràcia més justa, que superi les limitacions que va detectar Kenneth Arrow. Però aquesta nova organització l’haurem de dissenyar nosaltres, els ciutadans i la societat civil. En Pedro Olalla, al pròleg del seu llibre “Història menor de Grècia”, ens diu que avui, com a la Grècia antiga, són progressistes els que lluiten contra la injustícia i la ignorància, i són retrògrads els que les afavoreixen per alguna raó. Ens diu també que l’única civilització possible i digna d’aquest nom és la que uneix els homes contra la barbàrie. Al segle XXI, podrem i haurem d’escollir entre la cooperació i la solidaritat a nivell mundial o la barbàrie.

Els humans som al cim d’un procés evolutiu on hi ha hagut competència, però on la cooperació ha estat un dels seus arquitectes fonamentals. En canvi, i a pesar dels nostres descobriments científics i tecnològics, continuem matant-nos i odiant-nos tal com ho feien els nostres avantpassats. Al llarg de la història, els humans hem cooperat i hem estat solidaris amb els del nostre grup, tribu o país, mentre ens hem enfrontat als altres. La diferència és que ara ens està canviant la perspectiva. Internet està fent que el nostre poble, la nostra “polis”, sigui el món, i això segur que requerirà nous mecanismes polítics i democràtics. Justament, les eines també ens les està oferint Internet. Caldrà escollir-les, dissenyar-les i usar-les amb responsabilitat.

Nota: El teorema de Arrow demostra que, en qualsevol grup de persones o societat, és impossible construir un perfil de preferències del grup a partir dels perfils de preferències dels individus que composen el grup, si volem que es compleixin les condicions d’universalitat, coherència, estabilitat, absència de dictador i racionalitat. Les regles de votació (regles de formació del perfil del grup a partir dels perfils individuals) compleixen la condició d’universalitat si qualsevol persona, sigui quina sigui la seva opció personal, la pot reflectir en el seu vot. La coherència implica que si tots els individus prefereixen A abans que B, el resultat ha de ser que el grup prefereix A abans que B. L’estabilitat comporta que si s’afegeixen o eliminen alternatives no guanyadores, el resultat no ha de variar, mentre que l’absència de dictador significa que cap individu pot aconseguir que el perfil del grup sigui igual que el seu, amb independència de les preferències dels demés. Finalment, la condició de racionalitat implica que l’ordenació de preferències d’alternatives, tant a nivell individual com de grup, ha de ser completa i ben ordenada.