Entrades amb l'etiqueta ‘Javier Sampedro’

Ascensors d’aigua

dijous, 30/03/2017

Arquimedes va ser un dels savis més creatius de l’antiguitat. Tothom parla del seu famós principi, que de tan conegut ha passat a ser poc “pensat”. Imagineu un experiment com el de la imatge. Tenim una politja amb un recipient ple d’aigua a cada banda. Si els dos contenidors són idèntics i els tenim plens fins dalt, pesaran el mateix i tot quedarà equilibrat sense moure’s. Ara, posem un objecte que suri, per exemple un petit vaixell de joguina, al recipient de l’esquerra. L’aigua vessarà una mica, però, gràcies a Arquimedes, sabem que tot el sistema continuarà equilibrat: aigua i vaixell a una banda, només aigua a l’altra, tot quiet i sense pujar ni baixar. Perquè si només mirem el conjunt contenidor-aigua-vaixell que he representat a la dreta del dibuix, és fàcil veure que el pes de l’aigua que ha vessat és exactament igual al pes del vaixell (vegeu la nota al final). Quan posem el vaixell cau aigua, i tot es compensa. Això és el que va entendre Arquimedes quan diuen que va sortir al carrer, despullat i cridant eureka.

Fem ara un petit canvi a l’experiment. Posem menys aigua als contenidors de manera que arribi, per exemple, fins la meitat de la seva profunditat. Ho podem controlar bé si fem dues marques horitzontals idèntiques que indiquin el nivell desitjat a un i altre recipient. Quan posem el vaixell de manera que suri a l’aigua en un d’ells, òbviament desequilibrarem tot el sistema. Però si buidem aigua fins que torni a arribar al nivell de la marca, haurem tret una quantitat d’aigua equivalent al pes del vaixell, i tot tornarà a l’equilibri. La única diferència entre el primer experiment i aquest és que abans, l’aigua directament vessava, i en canvi ara l’hem de buidar nosaltres.

En qualsevol dels dos cassos, si al final, quan tot és equilibrat, traiem una mica més d’aigua del contenidor on hem posat el vaixell, és clar que baixarà el seu pes, descompensarem el sistema, i la politja començarà a girar mentre pugen contenidor, aigua i vaixell. És ben senzill: traiem aigua i el vaixell puja. Quan ja el tenim dalt, si agafem el vaixell, observarem, però, que el sistema torna a quedar desequilibrat; per tornar a la situació inicial, haurem d’afegir aigua al contenidor d’on hem tret el vaixell i que ara tenim a dalt. Tot plegat és un veritable ascensor d’aigua que funciona gràcies a l’energia hidràulica: quan posem algun objecte al contenidor de baix, hem de treure aigua; l’objecte puja, i quan arriba dalt i el traiem del seu contenidor, l’hem d’omplir amb més aigua. Anem afegint aigua sempre a dalt i l’hem d’anar traient a baix, de manera que l’aigua que baixa és la que fa pujar els nostres petits vaixells. No cal energia externa.

Un equip d’enginyers xinesos i alemanys han pensat en aquesta mateixa idea a l’engròs, i han dissenyat i construït un ascensor per vaixells a la presa de les tres Gorges, a la Xina. La presa, que es va inaugurar ara fa cinc anys, ha estat molt polèmica durant els darrers 13 anys perquè va inundar diverses zones arqueològiques, va incrementar el risc d’esllavissades i va obligar al desplaçament de més d’un milió de persones. Però aquest ascensor, inaugurat ara fa pocs mesos, ha estat sens dubte una solució molt creativa per a superar la barrera artificial que va generar la presa i pal·liar en part els seus efectes negatius. L’ascensor, que podeu veure en aquest vídeo, és impressionant. Fa que els vaixells puguin superar el desnivell de 110 metres i permet que continuïn navegant pel riu Iang-Tsé, amb un temps de pujada relativament curt de 21 minuts (que acaba essent de 40 minuts si hi afegim els temps d’entrada i sortida a l’ascensor). Una gran millora si ho comparem amb les 4 hores que requeria el sistema anterior, basat en rescloses. El sistema, a més de reduir els temps, gasta poca energia, incrementa la capacitat de transport de passatgers i mercaderies i redueix les emissions de carboni.

El nou elevador per pujar i baixar vaixells segueix el mateix esquema de la imatge, però a gran escala. La piscina / contenidor és de 25 per 130 metres, i està penjada de 256 cables, tots ells amb el corresponent contrapès a l’altra banda del cilindres / politja. Aquests contrapesos són de formigó perquè, com haureu observat, en cap cas cal modificar el seu pes: tot es regula afegint o traient aigua de la piscina que puja els vaixells. El sistema es complementa un sistema de seguretat basat en un conjunt de grans cargols d’eix vertical disposats al voltant de la piscina, que quan el sistema puja, van girant mentre segueixen pistes verticals roscades (com podeu veure aquí). En cas d’emergència, el sistema bloqueja aquests cargols i la piscina s’atura.

L’ascensor d’aigua de la presa de les tres Gorges pot pujar un o més vaixells amb un pes total (vaixell més aigua) d’unes 3100 tones, i amb despesa d’energia externa quasi nul·la. Això és el bonic: puja vaixells mentre baixa aigua. Arquimedes segur que ho trobaria fascinant.

Per cert, en Javier Sampedro diu que les matemàtiques i els números ens poden salvar de la post-veritat i de les veritats alternatives, però que això depèn de si sabem convèncer la gent que és molt important entendre les matemàtiques i la ciència, i de si sabem explicar als mestres que han d’ensenyar a pensar de manera racional, intel·ligent i creativa.

———

NOTA: En el conjunt contenidor-aigua-vaixell que he representat en el dibuix de la dreta, tot és en equilibri perquè el vaixell sura sense enfonsar-se. Per tant, l’empenta cap amunt deguda al principi d’Arquimedes ha de compensar exactament el pes de vaixell. Ara bé, gràcies a Arquimedes sabem que aquesta empenta cap amunt és igual al pes de l’aigua desallotjada, que no és més que el volum de la part enfonsada del vaixell perquè justament és aquest volum d’aigua el que “sobra” i vessa quan posem al vaixell a l’aigua. En poques paraules: el vaixell fa que vessi una quantitat d’aigua que és exactament igual al seu pes. Només cal tenir en compte una cosa: això només és cert per objectes de menys densitat que l’aigua, com els vaixells, els taps de suro i les ampolles buides i tapades. En els objectes més densos, com per exemple les monedes, l’empenta no pot compensar el pes i s’enfonsen. En aquest cas, la quantitat d’aigua que vessa, que continua essent igual a l’empenta vertical, és menor que el pes de l’objecte: ens dona el valor del seu volum, però no el del seu pes.

Por a la ciència i ciència contra la por

divendres, 22/04/2016

Volia parlar d’altres coses, però llegint el diari he canviat d’opinió. Reconec que les actituds negatives envers la ciència i la tecnologia em remouen. Per exemple, a la crònica de la conversa entre l’escriptor portuguès Gonçalo Tavares i el novel·lista Juan Tallón al Festival MOT, llegeixo que “els dogmes de la tecnologia i l’economicisme, junts, imposen la rapidesa, l’eficiència i la utilitat com a valors dominants”. Segur que la tecnologia imposa alguna cosa? La frase segurament és certa pel que fa a l’economicisme, perquè és una manera de veure el món. Però la tecnologia i la ciència són mitjans essencials per entendre aquest món tan complex en el que vivim, mitjans que no podem deixar de banda. Cal tenir cura, perquè és molt fàcil condemnar la daga enlloc de fixar-se en el braç que la clava.

Comparteixo l’opinió de Gonçalo Tavares quan diu que la literatura és per damunt de tot un mitjà per entendre el comportament humà. Només afegiria que la mateixa literatura és un sistema tecnològic que opera sobre el cervell i els costums d’escriptors i lectors, perquè la literatura és tecnologia, com crec que ja deia en Walter Benjamin. En el món actual tot és imbricat, i decidir què no és tecnologia pot arribar a ser molt difícil. Però en tot cas no crec que serveixi de gaire res, perquè el que sí és clar és que la tecnologia no imposa cap valor dominant. Els únics responsables som nosaltres, que la podem usar amb criteris de rapidesa, utilitat, poder i domini o bé amb criteris de serenor, tolerància i sostenibilitat. És cert que, com diu Gonçalo Tavares, amb velocitat no hi ha memòria possible, i que sense memòria l’horror del passat es pot tornar a repetir. Però justament crec que cal promoure aquest ús lent, reflexiu i responsable d’internet i les noves tecnologies, amb la idea que internet pot ser una molt bona eina per aprendre i reflexionar amb esperit crític i temps per sedimentar les notícies. El futur passa probablement per l’ús lent i reflexiu de les noves tecnologies.

Intueixo que moltes de les crítiques que es fan a la tecnologia i a la ciència es fan des del desconeixement, perquè el desconeixement crea mites i els mites són bons fabricants de por i rebuig. És una pena. Ens caldrien molts més científics de lletres (així és com en Javier Sampedro va batejar l’Oliver Sachs), i hauríem de tenir molts més escriptors i humanistes interessats per la ciència i la tecnologia. En José Miguel Mulet explica que la por a la ciència sempre ha estat present d’una forma o altra en la societat, tot citant l’obra de filòsofs com Paul Feyerabend. Mulet pensa, en canvi, que la tecnologia és al servei de l’home perquè sempre s’ha desenvolupat en funció de les idees humanes, amb l’objectiu de viure millor. I si és una obra nostra, el millor que podem fer és entendre-la. Com explica en Jorge Wagensberg, és impossible fer una anàlisi crítica del que passa al món sense uns mínims coneixements de ciència i tecnologia, de la mateixa manera que ens serà difícil entendre qualsevol cultura sense saber el seu idioma.

No hem de tenir por a saber. El coneixement, la lectura assossegada, les ganes de saber filosofia, ciència, tecnologia, i humanitats i el gaudir de les arts són sempre positius. Però és més. La ciència ens pot ajudar a sortir d’aquest estrany món convuls i en transició en el que ens ha tocat viure. El prestigiós científic Freeman Dyson, al seu llibre “Sun, Genome, Internet”, suggereix que tenim tres tecnologies que avancen ràpidament (l’energia solar, l’enginyeria genètica i internet) que juntes tenen el potencial de crear una distribució més equitativa de la riquesa del món i de fer-nos més humans.

I la ciència ens ajuda contra la por. Perquè crec sincerament que el missatge de les amenaces terroristes és un parany en què no hem de caure. Aquí a casa nostra no ens cal més seguretat, perquè el lloc on és més probable que hi hagi el proper atac terrorista no és pas a prop nostre. Mireu la imatge de dalt (que he tret d’aquesta web). És un gràfic de la probabilitat (risc) de mort als paisos occidentals per diverses causes. De veritat penseu que, mirant bé el gràfic, hem d’invertir milions i milions d’euros en seguretat? La ciència ens ofereix la possibilitat de viure i decidir en base a la quantificació de les probabilitats. Si cada matí, quan sortim de casa, pensem en aquest gràfic de riscs, tal vegada tindrem menys por del terrorisme, demanarem menys seguretat, i en canvi demanarem que els diners de la necessària reducció de despeses en armament és reinverteixin en sanitat, educació, recerca i sistemes energètics sostenibles que acabin deixant un món millor als nostres néts.

———

Per cert, la Silvia Federici diu que el món és summament pervers i que això li provoca una angoixa terrible. Però diu: “quan em sento deprimida penso que avui naixeran nens i nenes, i què els direm que vam fer? Els espera tota una vida, i s’ha de fer alguna cosa”

Lletres i números

dimecres, 9/09/2015

Fa poc vaig llegir un article que deia que tot era qüestió d’escollir entre ciències i lletres. I que, posats a escollir, l’opció era clara perquè els humans som més de lletres, d’aquelles lletres que conformen els nostres noms i cognoms. La veritat és que no vaig entendre res. Per què hem d’escollir, si podem sumar?

A casa tenim un rellotge com el de la imatge. És el rellotge dels elements que va inventar-se l’Oliver Sacks i que va fotografiar en Tomas Muscionico durant una entrevista a Sacks d’ara fa 13 anys. La imatge és un tros del muntatge fotogràfic complet que va publicar en Muscionico i que he tret d’aquesta web. No va ser gaire difícil, només vam haver d’enganxar una còpia ampliada d’aquesta imatge damunt l’esfera que abans tenia el rellotge. La una és l’hidrogen, les dues i les tres són l’heli i el liti, les sis del matí són el carboni que ens conforma i les nou el fluor que ens protegeix les dents. Un cop passada l’hora del magnesi del migdia, saltem al cercle interior. Dinem entre l’hora de l’alumini, la del silici i la del fòsfor, i a la tarda i nit ens arriben el sofre, el clor, l’argó, el potassi, … junt amb el vanadi i el crom. Cada dia acaba amb el crom, de nombre atòmic 24 i després, a la una de la matinada, arriba un cop més la lleugeresa de l’àtom de màxima simplicitat.

Permeteu-me que expliqui una petita anècdota: Oliver Sacks deia que entenia molt bé els seus pacients perquè estava tan boig com ells.

Fa pocs dies, en un petit homenatge pòstum a Oliver Sachs, en Javier Sampedro el definia com a científic de lletres, com a membre d’aquest grup de gent que conforma una espècie raríssima i preciosa. Per a Sacks, una font de desassossec davant la mort imminent era no poder arribar a saber el que es descobriria l’endemà, deixar de llegir cada setmana les revistes Nature i Science. Però amb això no en tenia prou, perquè l’escriptura li era tan necessària com la seva investigació. La seva recerca mai estava completa fins que la compartia amb els seus lectors.

M’agrada la pàgina de ciència del HuffPost. De fet, és ben coneguda com exemple de divulgació científica de qualitat, on molts científics expliquen el que fan amb paraules entenedores. He de reconèixer que admiro els científics de lletres. La filòsofa Adela Cortina deia fa poc que a les èpoques de més progrés la filosofia ha treballat colze a colze amb les ciències, i ha estat aquesta fecundació mútua entre filosofia i ciències el que ha generat el millor saber. I en canvi, el més habitual és la disjuntiva: Ciències o lletres? Lletres o números? Per què és tan fàcil separar i tan difícil sumar? Tal vegada perquè no hem estat capaços d’explicar les ciències de manera atractiva i entusiasta als nens i adolescents, i perquè no en fem prou divulgació. És un tema en què els científics no podem defugir la nostra responsabilitat. En tot cas, no sé què opineu, però la meva impressió és que hi ha més científics de lletres que humanistes amb coneixements científics. I és clar que uns i altres són essencials. Oliver Sacks deia que els filòsofs han d’entrar al laboratori i els científics han de ser més doctes en filosofia. Perquè la formació de l’esperit crític necessita de la ciència i de la filosofia. No és possible entendre un món tan complex i tecnològic com l’actual sense un mínim coneixement científic. Només cal pensar en les dades que llegim als diaris, dades que molts cops obliden xifres bàsiques per analitzar i entendre bé els problemes (vegeu la nota al final).

Per cert, en Miquel Carrillo parla de l’informe que corre pel Parlament Europeu aquests dies i que denuncia que els grans bancs europeus aprofiten les seves xarxes internacionals per evitar pagar milers de milions d’euros en impostos a la UE; També parla de les multinacionals amb seu als països del G-7, que l’any 2010 van deixar de pagar 6.000 milions de dòlars en impostos al continent Africà.

——

NOTA: Només a títol d’exemple, és força habitual que les noticies vagin acompanyades de valors totals o mitjans (el valor del PIB, la despesa sanitària, el pressupost d’una ciutat, la renda per càpita i molts d’altres). És molt més estrany, en canvi, que ens expliquin quin valor té la dispersió de les dades (o variància, o desviació tipus, per exemple) i que tinguem informació sobre la seva distribució amb gràfics d’histogrames o similars. La distribució i dispersió del PIB, de la despesa sanitària o de la renda per càpita ens pot informar de les desigualtats i de molts problemes socials que les mitjanes ens amaguen. I la distribució del pressupost d’una determinada ciutat o de la seva despesa sanitària per districtes ens obre la caixa de la comprensió real de la situació. Perquè la simplicitat de les xifres amaga els problemes, i en canvi la riquesa de les dades ens pot fer entendre i ajudar a analitzar. Amb pocs números, difícilment podrem comprendre. Amb més xifres i una mica d’interès per les matemàtiques i la ciència, podrem llegir i deduir el que no ens diuen les lletres.

El cervell i la vanitat

dimarts , 12/08/2014

Fa poques setmanes vaig llegir una frase que em va deixar impactat. L’autor deia que el nostre cervell és el més complex que existeix a l’Univers i que, tot i que pesa poc més d’un quilo i mig, ens fa únics.

Hi ha gent de tota mena. Mentre uns creuen sincerament que som el més sofisticat i complex de l’Univers, d’altres com en Freeman Dyson queden extasiats davant les capacitats de cervells ínfims com els de les papallones monarques, i pensen que cap catàstrofe podrà aturar la infiltració de la ment dels éssers vivents (no pas necessàriament la nostra) en l’Univers. Dyson diu que si els humans desapareixem, d’altres, més savis o afortunats, continuaran pensant. Som un accident repetible.

En Javier Sampedro també ens vacuna contra la vanitat. Fa poc ens deia que tot evoluciona a partir del més simple, i que per tant la nostra ment segur que ve d’objectes més senzills com les ments de mono i de rata. Comentava el fet sorprenent que els humans compartim quasi totes les estructures cerebrals amb les rates i que compartim les més fonamentals fins i tot amb les mosques, i deia que la ment és un producte de l’evolució biològica, quelcom que actua sobre els gens i les cèl·lules, sense massa espai per la mística. Sampedro ens diu que la ment és un objecte físic, un tros del nostre cos, que es construeix seguint els mateixos principis que la resta del cos i activant o reprimint gens en resposta al que fan les cèl·lules veïnes i els factors de l’entorn. George Steiner, d’altra banda, diu que som pensament, però que en general el pensament és molt banal. El pensament original és extraordinàriament rar, i la prova és que Einstein va dir que en tota la seva vida només havia tingut dues idees genuïnes…

La imatge de dalt, del cervell de la mosca drosophila de la fruita, és d’aquesta web.

Per cert, Nelson Mandela deia que ens matem els uns als altres amb les paraules d’odi que vomiten els nostres llavis, i que l’odi havia emmalaltit les nostres societats. És l’odi que reben escriptors israelians honestos com Etgar Keret o Nir Baram, i fins i tot actrius com la Penélope Cruz.