Los astrónomos, el hazmerreír de la gente

Los científicos y astrónomos tienen un problema de imagen. Todo el mundo admira su trabajo y su gran inteligencia. Sin embargo, la imagen del científico es la de un hombre aburrido, introvertido, socialmente inadaptado, un bicho raro. Por ello los científicos son objeto de gran número de chistes. Basta remontarse al Philogelos (en griego antiguo Φιλόγελως, “amante de la risa”), la recopilación de chistes más antigua conservada. Allí aparecen varios chistes sobre astrólogos que leen incorrectamente el mensaje de los cielos. Los astrónomos y los científicos han sido el hazmerreír de la sociedad muchas veces. Algunos ejemplos nos los relata Michael J. West, “Public Perception of Astronomers: Revered, Reviled and Ridiculed,” The Rôle of Astronomy in Society and Culture, Proceedings IAU Symposium No. 260, 2009 , ArXiv preprint, Submitted on 25 May 2009 .

“Los viajes de Gulliver” de Jonathan Swift en el s. XVIII, es una novela satírica que ridiculiza a los astrónomos de la isla ficticia “La Puta” (malsonante en español donde se prefiere “Laputa“). Los astrónomos están tan obsesionados con detectar los cambios en los cuerpos celestes que observan, que nunca pueden dormir tranquilamente en la cama ni disfrutar de los placeres y diversiones de la vida. Cuando se levantan por la mañana, su primera pregunta siempre es cómo está el Sol y qué posibilidades tienen de evitar el impacto del próximo cometa. Gulliver también nos comenta que la mayoría de los astrónomos liliputienses creen en la astrología, pero se sienten demasiado avergonzados para admitirlo.

Antoine de Saint-Exupéry describe las aventuras de “El principito” en un asteroide (B 612), descubierto por un astrónomo turco en 1909. Presentó su descubrimiento en un Congreso Internacional de Astronomía. Nadie le creyó debido a su vestimenta. ¡Cosas de adultos! El dictador turco [Ataturk] impuso a su pueblo, bajo pena de muerte, la obligación de vestirse a la europea. Sólo así logró que el astrónomo repitiera su demostración en 1920 con un traje muy elegante. Y esta vez todo el mundo estuvo de acuerdo con su descubrimiento. Desde 1943, más de 80 millones de copias de este libro han “culturizado” a los niños y jóvenes sobre “qué tontos son los astrónomos.”

En el s. XX han sido las películas y la televisión las que más han reflejado y condicionado al mismo tiempo la opinión del público general sobre los astrónomos y científicos. La primera incursión sobre este tema es de el pionero Georges Méliès en 1898 con su película, poco conocida, “La lune à une metre,” cortometraje de 3 minutos y pico. La historia cuenta un extraño sueño de un astrónomo que se duerme en su observatorio. En su sueño, la Luna, con una boca dentuda, devora el telescopio del astrónomo y casi a él mismo.

Quizás la obra más famosa de Méliès es su cortometraje “Viaje a la Luna” de 1902, basado en sendas obras de Julio Verne y H.G. Wells. Cuenta la historia de un grupo de 6 astrónomos (viejos y con barba blanca) que viajan a Luna en un cohete, donde encuentran a sus habitantes, los selenitas.

Gaston Velle en 1906 filmó “Viaje alrededor de una estrella” en el que un astrónomo enamorado de las estrellas, a las que trata de alcanzar utilizando una burbuja de jabón gigante que le lleve a los cielos. Allí disfruta con las estrellas, bellas mujeres, hasta que un dios enfadado le hace volver a la Tierra, cayendo con un paraguas hasta morir empalado en una veleta.

Mucho más ligera es la comedia romántica “Mundo celestial” (“The Heavenly Body”) de 1944 dirigida por Alexander Hall con William Powell (el astrónomo despistado) y Hedy Lamarr (su bella esposa). La esposa enamorada echa en falta a su esposo obsesionado con la astronomía, por lo que decide recurrir a un astrólogo para que la aconseje. Curiosa visión: el astrólogo como amante de la mujer para darle a celos a su marido astrónomo. La película no es de las mejores de los 1940 pero al menos entretiene.

Recientemente muchas películas han contado con astrónomos y científicos en general como protagonistas, aunque no siempre bien parados. También han mostrado mujeres astrónomas y científicas pero tampoco han estado bien paradas en el cine. Un ejemplo que quizás no recuerdes. Una bella astrónoma (Daryl Hannah) acaba enamorada de un narigudo “Cyrano de Bergerac” (Steve Martin) en Roxanne de 1987. Tan despistada y concentrada ella en sus estudios, ignoraba la napia que su galán ostentaba. Hay muchos otros ejemplos de astrónomas y astrobiólogas en el cine, como “Contact” (1997) o el remake de “The Day the Earth Stood Still” (2008).

Un ejemplo de un astrónomo y su trabajo exquisitamente bien tratado, hay pocos, pero me encanta “Un toque de canela.”

¿Cambiará algún día esta imagen de los científicos y de los astrónomos?

Uno entre mil pero con un curriculum de cojones

Eres físico de partículas elementales (experimental o teórico). Firmas normalmente artículos en los que hay muchos coautores (más de 100 coautores e incluso a veces más de 1000) ordenados alfabéticamente. Firmas muchos artículos (los físicos de partículas que buscan plaza de profesor permanente en EEUU suelen tener unas 200 publicaciones). ¿Cómo demuestras que tu contribución a dichos artículos ha sido importante y no han puesto tu nombre como mero relleno? Bueno, por ser un “peón” en una colaboración de muchos. ¿Cómo demuestras que has hecho realmente en dicho artículo, tu contribución?

En EEUU muchas universidades sólo considerarán los 10 artículos más importantes, no los más citados, ni los más famosos, sino en los que tu contribución esté más clara: que seas el investigador que haya concebido el proyecto, recogido, analizado o interpretado datos importantes, o escrito de tu puño y letra el artículo. Nos lo cuentan en Kathryn Grim, “Credit Where Credit is Due,” Symmetry, May 2009 .

Por cierto, ¿qué se hace en España? Prefiero no imaginarlo…

El mejor becario del mundo es Timo Aaltonen. Todo un “crack.” El primer autor de prácticamente todos los artículos del equipo CDF del Fermilab desde abril de 2007. Artículos “T. Aaltonen et al.” como las galletas. ¡Y todavía no es doctor! Todo el mundo sabe que Aaltonen no escribe los artículos. Todo el mundo sabe en el “mundillo” que su papel en el CDF es insignificante. Todo el mundo sabe que se utiliza el orden alfabético para los autores (unos 602). Todo el mundo sabe que antes de Aaltonen tenía el honor de ser el primer firmante “A. Abulencia.” ¿Tú lo sabías?

¿Quién tendrá el honor de ser el primer autor de todas las publicaciones del LHC del CERN? Ni idea, pero lo que sé es que habrá miles de autores y que serán artículosm muy citados.

Bueno, el campo de la física teórica y de partículas es así. ¿Pero qué pasa con los “chaqueteros”? Si un físico de partículas compite con un físico de materia condensada o en óptica, ¿cómo se comparan sus curriculum vitae? Muchos de los artículos con gran número de autores se encuentran entre los más citados y se publican en las revistas de mayor impacto y prestigio. Cualquier índice bibliométrico para medir la calidad se cae por los suelos ante la comparación. ¿Qué hacer? Bueno, no es mi problema. ¿O sí?

Hasta el año 2000, el artículo científico con más autores tenía 918, publicado en The Lancet. En el año 2004 se publicó un artículo con 2458 autores (MEGA Study Group, “Design and baseline characteristic of a study of primary prevention of coronary events with pravastatin among Japanese with mildly elevated cholesterol levels,” Circulation J. 68: 860-867, 2004). Pero el récord, sin lugar a dudas, lo obstenta uno con 2512 autores (ALEPH Collaboration et al., ”Precision electroweak measurements on the Z resonance,” Physics Reports 427: 257-454, 2006). Datos extraídos de “Crowd Control? Multiauthor Papers Appear to Level Off in Recent Years,” ScienceWatch, July/August 2004, y Christopher King, “Multiauthor Papers Redux: A New Peek at New Peaks,” ScienceWatch November/December 2007 .

Por cierto, ¿qué se hace en España? ¿Les dan automáticamente los sexenios? ¿Las acreditaciones? ¿A ellos los tratan de una forma y a los demás de otra? Lo dicho, prefiero no saberlo…

La universidad de los profesores baratos pero excelentes

La universidad española tiene profesores funcionarios y contratados. La universidad norteamericana tiene profesores permanentes y temporales. En 1970 había en EE. UU. 369.000 profesores de los que el 55% eran permanentes. El porcentaje se mantuvo hasta 1980 y empezó a decrecer. En 2003 ya sólo eran el 41% y en 2007 de los 676,000 profesores sólo el 31% son permanentes. Hace 30 años el gobierno ponía 3.99 dólares por cada uno que ponían los estudiantes y sus familias. Ahora, el gobierno sólo pone 1.76 dólares. ¿Qué está pasando en la universidad norteamericana? ¿Qué ventaja tienen para las universidades los profesores temporales? Son más baratos. ¿Qué desventaja tienen los permanentes? El sociólogo Dan Clawson se pregunta ¿qué futuro tiene el sistema universitario norteamericano? en, “Tenure and the Future of the University,” Science 324: 1147-1148, 29 May 2009 . Yo me pregunto, si una de las ideas del Proceso de Bolonia es que Europa en su conjunto compita con los EE.UU. por los alumnos del resto del mundo, ¿acabaremos copiando el sistema norteamericano en España? ¿Algún día dejarán de contratarse nuevos profesores funcionarios en España y los que estamos nos extinguiremos?

¿Para qué sirve que un profesor sea permanente? Para promover que desarrolle nuevas ideas a largo plazo. Profesores con la libertad para acometer trabajos de investigación de alto riesgo que requieren una gran inversión de tiempo y recursos personales. Este tipo de profesores no tienen cabida en una universidad mercantilizada, donde los rectores son administradores de empresas que tienen que obtener beneficios. Poder reemplazar a placer a los profesores menos productivos por otros de alta productividad no parece una mala idea empresarial.

Dos visiones de la universidad. Una universidad mercantilizada, un negocio, orientada al alumno como cliente, con fuerte competencia entre las universidades por contratar a los profesores más rentables y siempre de forma temporal. O una universidad del saber, orientada a la cultura y el conocimiento, con profesores permanentes en las que los alumnos sean educados y no entrenados.

Algunos nos han querido vender que desde los EEUU envidian el Proceso de Bolonia y el Espacio Europeo de Educación Superior que saldrá del mismo. No sé por qué pero me da la sensación de que el Proceso de Bolonia converge al mismo proceso que se observa en el Sistema Norteamericano de Educación Superior. Proceso que admiramos desde Europa. Proceso que algunos en EEUU ahora están empezando a criticar. Admiramos lo que ellos critican. Tendemos a acercarnos a lo que ellos están empezando a darse cuenta que tienen que rehuir. Cuando menos, curioso.

Buenas noticias sobre el virus de la gripe A, será fácil desarrollar la vacuna

Un estudio científico sobre la “promuiscuidad” genética del virus de la gripe A (antes llamado de la gripe porcina o mexicana) ha mostrado que es muy estable genéticamente y presenta una variabilidad mucho menor que la del virus de la gripe de todos los años. Son buenas noticias porque será mucho más fácil desarrollar una vacuna. El estudio ha sido liderado por Nancy J. Cox de la OMS y se publicará próximamente en Science (“Antigenic and Genetic Characteristics of Swine-Origin 2009 A(H1N1) Influenza Viruses Circulating in Humans,” Published Online May 22, 2009 ). Nos resume el estudio Jon Cohen, “Swine Flu Outbreak: New Details on Virus’s Promiscuous Past,” Science, 324: 1127, 29 May 2009 .

El estudio ha sido realizado por un equipo de 59 investigadores de varios Centros de Prevención y Control de Enfermedades norteamericanos. Han reconstruido la evolución genética del virus de la gripe A 2009 (H1N1) gracias al estudio de muestras de 76 enfermos en México y EE.UU. La figura de arriba muestra claramente lo que han descubierto estos investigadores. El estudio concluye que no es posible deducir de sus resultados si el virus infectó a humanos directamente desde el cerdo o a través de algún huésped intermedio. En cualquier caso, lo importante son las buenas noticias.

El declive de la investigación en Venezuela bajo el régimen de Chávez

El nuevo ministro de ciencia Jesse Chacón en la mano izquierda de Chávez. (C) Jorge Silva, Reuters.

Que una revista norteamericana como Science hable de las políticas científicas del presidente de Venezuela, Hugo Chávez, parece comprensible, sin embargo, los números son los números. El número de artículos publicados con un firmante venezolano en revistas del ISI Web of Knowledge ha decrecido un 15%, desde los 968 de 2006 hasta los 831 en 2008. Para los opositores al régimen “los pilares fundamentales de la ciencia venezolana están en grave peligro.” El programa gubernamental Misión Ciencia parece estar favoreciendo a las universidades afines al régimen y penalizando gravemente a las no afines. Nos lo cuenta Barbara Casassus, “Venezuela: As Research Funding Declines, Chávez, Scientists Trade Charges,” Science 324: 1126-1127, 29 May 2009 .

No le ha sentado bien a los investigadores venezolanos las palabras de Hugo Chávez en su programa televisivo “Aló Presidente,” el 3 de mayo, cuando afirmó que paralizaría todos los “proyectos de investigación oscuros” (como encontrar vida en Venus). Jesse Chacón Escamillo, nuevo ministro de ciencia, tiene en su mano lograr que los científicos venezolanos se dediquen a investigar en temas que ayuden al progreso social y económico de Venezuela. No han gustado estas palabras a los investigadores puros, representados por Claudio Bifano, presidente de la Academia Venezolana de Física, Matemáticas y Ciencias Naturales, en Caracas. Por ejemplo, se ha aprobado por decreto la creación de 40 nuevas universidades (ya existían 51 entre públicas y privadas). ¿Tiene Venezuela recursos académicos suficientes para sostener una duplicación de su número de universidades?

Universidades de primera apoyadas por el régimen gracias a que sus dirigentes apoyan al régimen y universidades de segunda denostadas por el mismo régimen. La universidad como incubadora para la formación de opositores siempre en el punto de mira de los regímenes políticos que no “aman” a sus opositores.

Tengo amigos venezolanos en una universidad opositora al régimen. Espero que sepan capear el temporal.

PS (6 junio 2009): Más sobre la ciencia en Venezuela en Science: Claudio Bifano, “Venezuelan Science at Risk,” Science Express, Published Online May 28, 2009 (gratis para quien quiera leerlo). “The president of the Venezuelan Academy of Physical, Mathematical, and Natural Sciences outlines actions of the Venezuelan government that are interfering with independent scientific research in the country“.

Blogs de divulgación científica. Hoy Kanijo y Migui

Hay muchos blogs de divulgación científica en español. Hoy hablaré sólo de dos de ellos, uno conocido por todos y otro nuevo para mí (para mi propia sorpresa).

De todos es conocidos Ciencia Kanija, que hoy cumple dos años atesorando casi 1800 entradas y casi 1.500.000 visitas únicas. Todo un récord difícil de alcanzar para un blog de divulgación científica en español (yo difícilmente llegaré a las 1000 entradas y las 750.000 visitas en 2 años, ya os contaré el 31 de diciembre). Lo dicho, enhorabuena Kanijo. Un crucero personal  iniciado en Astroseti que va viento en popa.

Sabía de la existencia de Migui por sus comentarios en Menéame, pero nunca me acerqué a su blog. Hoy entro por casualidad y me sorprende muy agradablemente su manera de hacer fácil lo difícil. Enhorabuena (a tí te agunta Miriam, a mí Carmen).

Algunas recomendaciones para hacer boca:

Entrelazamiento cuántico en la fotosíntesis (que acaba con un ¿para cuándo Penrose tendrá razón?, es decir, “¿Existirá algún órgano en el cual el entrelazamiento pudiera resultar útil?”; yo tengo un borrador  al respecto que espero que vea la luz pronto).

Las aves migratorias se orientan gracias al Efecto Zenón cuántico (Zenón de Elea tiene cierto atractivo para todo el mundo y “un sensor cuántico (que) determina el comportamiento macroscópico de las aves migratorias sensibles al magnetismo terrestre” también).

¿Por qué da igual caer de un piso décimo que de un piso cincuenta? (Migui olvida comentar que la velocidad límite “para un humano en caída libre, en posición horizontal, con las extremidades extendidas es aproximadamente 200 km/h” y que se alcanza tras recorrer unos 500 metros en unos 12 segundos, luego no da lo mismo caer del piso 10 o del 50 si cada planta tienes unos 3 m. de altura; lo mismo es mejor caer del 50).

¿Por qué un protón es más ligero que un neutrón? (bonita incursión en este interesante tema, aunque no contesta la pregunta, ya que nadie sabe aún la respuesta).

Mitos y leyendas sobre Mecánica Cuántica (Parte I: la radiación del cuerpo negro)

Mitos y leyendas sobre Mecánica Cuántica (Parte II: la dualidad onda-corpúsculo)

Mitos y Leyendas de Mecánica Cuántica (Parte III: El principio de incertidumbre)

Nuestro proceso de Bolonia y el “¿yo para qué sirvo?”

Muy bueno el artículo de Francisco J. Laporta, “Bolonia somos nosotros,” El País, 28/05/2009 , como también me gustó el de Juan Carlos Rodríguez Ibarra, “¿Y tú para qué sirves?,” El País, 27/05/2009 . Os recomiendo su lectura aunque os extraigo un resumen.

“La idea [del llamado proceso de Bolonia] era buena, pero los caciques y las camarillas de las universidades la han hecho un esperpento. La catástrofe está asegurada, se impondrán el caos y la mediocridad. (…) Resulta que nos ofrecen la oportunidad de diseñar unos planes nuevos que traten de estar a la altura de los tiempos, que puedan emular a los mejores de Europa y (…) todo acaba en  una negociación de intereses entre colegas. En el crudo reparto del pastel, los oportunistas, los caciques, los enredadores, las sectas y sectillas brillan con luz propia.”

Un ejemplo: “Que una Facultad de Derecho como la de Alicante no ofrezca enseñanzas de Argumentación Jurídica, siendo como es en eso una de las mejores de Europa, si no la mejor, y constituyendo tal materia un presupuesto básico para la formación del jurista, sólo es el botón de la muestra. Lo irreparable es que los mejores han podido recibir el mensaje de que da lo mismo que hagan las cosas bien. Ya se encargan algunos intrigantes de que su esfuerzo sea inútil. Ésa es nuestra Bolonia.”

“Ya estoy viendo a los “maestros” ocupándose de la clase “magistral” de la semana, imponiendo su libro de texto como lectura, y enviando a seminarios y tutorías a ayudantes y becarios para que “tomen la lección”. Todo muy activo e innovador. (…) Así avanzaremos hacia la gran Universidad europea.”

El estudiante es el centro de la nueva enseñanza en el marco del Proceso de Bolonia. “¿Yo qué sé hacer? ¿Yo para qué sirvo? [Son las preguntas que] muchos jóvenes universitarios provistos de un certificado, llamado título, expendido por cualquiera de nuestras universidades, se [hacen al asomarse] al mercado laboral. (…) La inmensa mayoría de los universitarios termina sus estudios con una actitud incomprensible. No se puede salir de la Universidad exigiendo con el siguiente discurso: “Ya me he licenciado, ¿cómo me va a resolver la sociedad mi problema de vida? Como tengo un papel que me habilita como profesional, yo exijo que me den un trabajo en esa área, a poder ser cerca de mi casa y con estabilidad total”.

“Si resucitáramos a un profesor del siglo XIX, éste reconocería fácilmente un aula de cualquiera de nuestros centros escolares y podría incorporarse a su labor docente, pero seguramente no esperaría la siguiente pregunta de sus alumnos: “¿Por qué cree señor profesor, que usted sabe más que Google, por ejemplo? Todo lo que nos ha contado a lo largo del curso lo hemos encontrado en cualquier buscador por Internet, que además dice muchísimas más cosas de las que usted nos ha explicado”.” El gran peligro del ordenador en el aula, mal usado por quienes no saben usarlo, los profesores.

“Sería obligatorio que el sistema educativo encontrara el procedimiento para descubrir la actitud, la motivación, la pasión de todos aquellos alumnos que pasan por nuestras aulas y sería necesario que a la Universidad llegaran aquellos que están deseando desarrollar científicamente la actitud, la motivación, la pasión que le descubrieron y potenciaron en la escuela. Eso no será posible mientras se estudie lo que no motiva, pero garantiza salida al mercado laboral, o mientras se estudie la tercera opción, porque la segunda o la primera no casaba con el baremo.”

¿Puede un profesor motivar con sus actos a un alumno no motivado? ¿Debe un profesor por obligación lograrlo? ¿Quién enseña a los profesores a motivar a sus alumnos? ¿Se puede aprender a motivar a los alumnos? ¿Quién motiva a los profesores?

El “gato vudú” cuántico ha sido fabricado fotón a fotón

Tomografía de Wigner de un estado de 9 fotones tipo "gato vudú" comparando teoría (izq.) con experimento (der.). (C) Nature

El “gató vudú” (voodoo cat) es un sistema cuántico con 3 estados (vivo, muerto y zombie). Hofheinz et al. han logrado preparar este estado con 9 fotones. El parecido entre el resultado experimental y la teoría es asombroso. La preparación de este tipo de estados de superposición es la base de la computación cuántica. El principio de superposición es el secreto fundamental de la mecánica cuántica, permitiendo que un sistema cuántico esté “en dos lugares al mismo tiempo,” ya que un estado cuántico puede contener simultáneamente varios estados físicos diferentes que se pueden medir de forma separada.

¿Se puede preparar un estado cuántico en superposición arbitrariamente complejo? Hofheinz et al. han demostrado cómo preparar un estado de superposición de múltiples fotones individuales en un resonador electromagnético superconductor. Su diseño les permite añadir y quitar cada fotón uno a uno, hasta un límite de 9 (por ahora). Han caracterizado estos estados mediante la técnica de tomografía de Wigner (ver la figura) y han observado que el tiempo de decoherencia es mayor del esperado. Todo un logro hacia los futuros ordenadores cuánticos. El artículo técnico es de Max Hofheinz et al., “Synthesizing arbitrary quantum states in a superconducting resonator,” Nature 459: 546-549, 28 May 2009 . Nos lo comenta Yasunobu Nakamura, “Quantum physics: Tailor-made quantum states,” Nature 459: 516-517, 28 May 2009 . Por cierto no es la primera vez que Hofheinz publica en Nature una artículo en esta línea de investigación, es su segundo pleno en un año: Max Hofheinz et al., “Generation of Fock states in a superconducting quantum circuit,” Nature 454: 310-314, 17 July 2008 .

¿Qué es un estado tipo “gato vudú”? No sé por qué pero desde que Erwin Schrödinger introdujo su famoso gato, a los físicos cuánticos les gustan los gatos. Un “gato vudú” cuántico es un sistema cuántico que puede ser medido en tres estado posibles, que reciben nombres de lo más “vudú”: “vivo” (estado (-2,0) en la figura de arriba), “muerto” (estado (-1,-2) en la fig.) y “zombie” (estado (-1,2)). Este estado se puede construir con un número arbitrario de fotones (en su representación en el estado de Fock) aunque Hofheinz et al. sólo lo han logrado fabricar con precisión hasta 9 fotones (ver la figura).

¿Por qué llamarle “gato vudú”? Bromas de los físicos cuánticos. Los 3 estados de un “gato vudú” podrían llamarse con nombres de colores (rojo, verde y azul) como los quarks, con números (1, 2 y 3), con letras (A, B y C), etc., pero los autores han preferido nombres más a lo Iker Jiménez. ¡Cosas de los físicos cuánticos!

¿Para qué sirve este gran logro cuántico? El gran problema de los ordenadores cuánticos es la decoherencia, la vulnerabilidad de la superposición de estados ante cualquier perturbación el entorno (incluso el mismo vacío influye). Lograr sistemas cuánticos en superposición con largos tiempos de decoherencia es un paso obligado para lograr en un futuro ordenadores cuánticos. El trabajo de Hofheinz y sus colegas tiene tiempos de decoherencia (para 9 fotones) de unos 200 ns (nanosegundos). Parece poco, pero es mucho para un estado tan complejo. Este trabajo permitirá estudiar mejor cómo actúa la decoherencia en estados de superposición complejos lo que ayudará al futuro diseño de ordenadores cuánticos basados en circuitos electrónicos superconductores.

Max Planck, el primer bloguero de la historia

Max Planck, el famoso físico “padre” de la teoría de los cuantos fue el primer “bloguero” de la historia. Mantuvo un diario personal compartido con sus amigos Carl Runge (matemático), Bernhard Karsten (físico profesor de ingeniería) y Adolf Leopold (abogado). El diario pasaba de mano en mano y cada uno escribía lo que escribiría en un diario propio, pero conociendo lo previamente escrito por los demás. La mayoría de las entradas son personales (familia, trabajo), aunque Planck y Runge también escriben sobre sus viajes, conferencias científicas, y descubrimientos. El interés para la historia de la ciencia de dicho “blog” es muy limitado (más prensa rosa que otra cosa). Aún así Klaus Hentschel y Renate Tobies lo publicaron como “Brieftagebuch zwischen Max Planck, Carl Runge, Bernhard Karsten, und Adolf Leopold,” ERS Verlag, 1999 . Revisión del libro de Joseph F. Mulligan. El “blog” publicado comprende solo 120 cartas (Runge escribió 79, Planck 37, y las 4 restantes de Karsten y Leopold).

Permitidme una breve reseña sobre la vida de Max Planck. Extractaré algunos pasajes de J. L. Heilbron, ”Max Planck’s compromises on the way to and from the Absolute,” pp. 21-37 en “The Frontiers Collection Quantum Mechanics at the Crossroads. New Perspectives from History, Philosophy and Physics,” editado por James Evans, Alan S. Thorndike, Springer Verlag, 2007 .

Para Max Planck la física era una profesión, no una vocación. Prodigioso pianista, podría haber sido un famoso concertista. En la Universidad de Munich, alrededor de 1880 tuvo que elegir entre 3 campos a los que dedicar el resto de su vida: Filología, donde trataría de descubrir las leyes universales de la comunicación humana; Historia, donde trataría de descubrir las normas del comportamiento humano; y Física, donde trataría de descubrir las leyes de la naturaleza de la realidad. Su profesor de matemáticas le convenció de que eligiera Física.

La tesis doctoral de Planck en 1879 versó sobre la segunda ley de la termodinámica. Escrita en 3 meses a la edad de 21 años empieza con una frase lapidaria “las consideraciones que siguen están relacionadas con todos los procesos naturales, no sólo con la teoría del calor.” Su habilitación, un año después, discutió el equilibrio térmico de cuerpos isótropos sin recurrir a su constitución atómica o molecular. Tras dominar la termodinámica, Planck se dedicó a la electrodinámica desde 1890 (tras la demostración de Hertz de la generación de ondas electromagnéticas). Se concentró en determinar la densidad de energía de la radiación de un cuerpo negro en función de la temperatura y del color. Wien en la oficina federal de estándares germana (Physikalisch-Technische Reichsanstalt) y poseía el dispositivo experimental más preciso de su época para medir la radiación del cuerpo negro. ¿Para qué? Para medir el espectro de las bombillas (patentadas por Edison en 1879) para uso doméstico y civil.

De todos es conocido que Planck pasó a la fama tras derivar una fórmula para el espectro del cuerpo negro que comprendía como caso límite a la fórmula de Wien y que se obtenía de aplicar la recientemente descubierta física estadística de Boltzmann (contar un número de estados discretos). Para el propio Planck su deducción “era puramente matemática.” Einstein y Lorentz fueron quienes notaron que el trabajo de Planck iba más allá de la electrodinámica de Maxwell y la termodinámica estadística de Boltzmann, había nacido una nueva rama de la física.

El anuncio oficial del Premio Nobel de Física de 1908 informó que había recaído en Planck (y el de química en Rutherford). Sin embargo, el comité Nobel se retractó y se lo concedió a Lippmann (Planck lo recibió finalmente en 1918). En palabras del propio Planck:  “la tragicomedia de su vida.”

¡Niels Bohr!, ¿pero qué coño hizo Niels Bohr?

Las cosas de Menéame: “Si hablas con algún físico profesional que sepa de qué va el tema, probablemente te diga que Bohr es, sin duda, el físico más sobrevalorado del siglo XX. Recuerdo a cierto profesor de mecánica cuántica que decía, literalmente: ¡Niels Bohr!, ¿pero qué coño hizo Niels Bohr?” Bouterse.

¡Andrew Wiles!, ¿pero qué coño hizo Andrew Wiles? Resolvió uno de los grandes problemas de la matemática (abierto durante más de 3 siglos). Demostró el llamado “último teorema de Fermat.” ¿Algo importante? Nada importante. Basura. Su trabajo solo ha servido para que un campo de la matemática, reducto de unos pocos “locos,” el campo de las curvas elípticas modulares, se haya convertido en objeto de conocimiento obligado para cualquier matemático puro. Y para los especialistas en Seguridad Informática. “Probecillos” ellos que tienen que aprender cosas como que “en un sistema criptográfico con curvas elípticas es muy importante el número de puntos racionales.”

¡Niels Bohr!, ¿pero qué coño hizo Niels Bohr? Resolvió uno de los grandes problemas de la ciencia (abierto durante más de 3 siglos). ¿Qué es la química? Estrictamente hablando, pura física. Demostró que las propiedades químicas de los elementos (la tabla periódica de Mendeleiev) se podía entender utilizando la mecánica (“cuántica” naciente entonces). ¿Algo importante? Nada importante. Basura. Su trabajo solo ha servido para que un campo de la física, reducto de unos pocos “locos,” la mecánica de los “cuantos” se haya convertido en objeto de conocimiento obligado para cualquier físico (teórico, aplicado e incluso industrial). “Probecillos” ellos que tienen que aprender cosas como que “la mecánica cuántica no es realista, no es local, o ninguna de estas cosas a la vez.”

Imagina que te dan la Medalla Fields (bueno un premio equivalente porque ya has cumplido 40 años). ¿A qué dedicas tu tiempo libre? Quiero decir ¿a qué dedicas el resto de tu vida? Andrew Wiles parece que no hecho nada desde entonces. Observa la “realidad” desde su pedestal. Dará sus clases. Cumplirá con sus alumnos. Cumplirá con su mujer.

Imagina que te dan el Premio Nobel de Física (en 1922 por un artículo publicado en 1918, “Sobre la constitución de los átomos y las moléculas,” sobre ideas descubiertas en 1913, en el entorno de Rutherford, sobre la química desde el enfoque de la física). Imagina que te encargan dirigir un Insituto de Física en Copenhague. Nadie en el mundo sabe donde está Copenhague. Nadie había oído hablar de “La Sirenita” de Copenhague (colocada en su lugar en 1913). Mucho menos los físicos del mundo entero a principios de los 192o.  ¿A qué dedicar el resto de tu vida? Dar tus clases. Cumplir con tus alumnos. Cumplir con tu mujer.

¿Por qué le dieron el Premio Nobel a Niels Bohr tan pronto? Quizás influyó el (tercer) Congreso de Solvay, en Bruselas, en 1921, dedicado a “Electrones y Átomos.” Versó casi monográficamente sobre un tema filosófico,  metafísico, o aparentemente poco físico: el principio de correspondencia de Bohr. Quizás influyó que todos los interesados en la “química” desde el punto de vista de la “física” alrededor de 1920 tenían que ir a trabajar con “Dios” Bohr: Kramers, Landé, Sommerfeld, Kossel, etc. ¿Cómo es posible que toda la física mundial en 1924-1925 se concentrase alrededor de Bohr y de su Instituto? ¿Qué hizo Bohr para lograrlo? ¿Pura casualidad? Bohr fue el crisol que necesitaba la “nueva física.”

La historia de la mecánica cuántica es extremadamente complicada, como para resumirla correctamente en una breve entrada [fuente básica de esta entrada].

Louis de Broglie, aristócrata, físico, en su tesis doctoral llevó las ideas de Bohr al extremo “introduciendo” el concepto de mecánica ondulatoria (1923, publicado en 1924). En 1924 Bohr, Kramers y Slater publicaron un trabajo tomando la dualidad onda-partícula como punto de partida para interpretar físicamente a los fenómenos cuánticos. Poco más tarde, Erwin Schrödinger desarrolla la mecánica ondulatoria (culminada en 1926). Pocos le entienden. Sus discusiones con Bohr, épicas.

Bohr se carteaba regularmente con Fowler, que enseñó mecánica cuántica a Paul Dirac en 1923. Werner Heisenberg, joven visitante habitual del Instituto de Bohr, desarrolló su mecánica de matrices en 1925 para “matematizar” el principio de correspondencia. Inmediatamente Max Born y su joven ayudante Pascual Jordan le dieron su forma casi definitiva, paralelamente redescubierta por Paul Dirac. Pauli resolvió el problema del hidrógeno en 1925, introduciendo el principio de exclusión. Pauli encuentra una relación matemática entre las mecánicas de Heisenberg y Schrödinger, y este último muestra que son completamente equivalentes (en 1926).

¿Estaba claro en julio de 1926 que las teorías de Schrödinger podían explicar la la ecuación de Planck para la radiación del cuerpo negro? No, ni mucho menos, como le hizo ver Heisenberg al propio Schrödinger. Solución. Visita a Bohr en Copenhague. Resultado. Schrödinger enfermó, y como huésped de Bohr, cayó en cama en casa de éste. “Tanto lo atosigó Bohr, que en el colmo de la desesperación, un día gritó: “¡Si, debemos continuar con estos malditos brincos cuánticos, lamento haber empezado a trabajar en la teoría atómica!” A ello Bohr suavemente le respondió: “Pero nosotros te lo agradecemos mucho pues has permitido que la física atómica haya dado un paso substancial hacia adelante.” Aun cuando Schrödinger dejó Copenhague desanimado, Bohr había extraído de estas discusiones las ideas que le permitirían llegar a entender completamente la mecánica cuántica.” [fuente]

En el otoño de 1927, en el Congreso Solvay en Bruselas sobre el tema “Electrones y Fotones,” se puede dar por cerrado este maravilloso periodo de la historia de la ciencia. La culminación de la teoría atómica. Planck, Einstein, Lorentz, Bohr, De Broglie, Schröedinger, Born, Heisenberg, Kramers, Pauli, Dirac y otros. El foco de la discusión. Bohr y Einstein enfrentados. ¿Puede considerarse la mecánica cuántica como la solución final de las dificultades de la física para entender la química (y la realidad)?

Como nos recuerda Leopoldo García-Colín: “Weisskopf afirmó que con la muerte se Bohr terminó una era, la era de los grandes hombres que crearon la ciencia moderna. La ciencia se hacía en aquella época mañana tarde y noche, entre seminarios, discusiones, almuerzos, paseos en bicicleta, excursiones a pie y otros pasatiempos. En estos últimos participaban no sólo los científicos sino sus esposas, familiares y, a menudo, amigos especialistas en otros campos del saber. Las actividades creativas se concebían como parte integral de una cultura y de una sociedad. En ésta, la época de oro de la ciencia, muchos países atravesaron por graves crisis económicas y sin embargo fueron grandes motores de la ciencia moderna. En ellos florecieron varios Institutos y Universidades de primerísima calidad, y científicos como los Bohr, Heisenberg, Dirac, Einstein, etc.”

Cómo enseñar a los adolescentes a derivar sin utilizar límites

Newton y Leibniz derivaban funciones sin utilizar el concepto de límite. Concepto que hasta Cauchy no se popularizó. Sin embargo, hoy en día pretendemos que los adolescentes aprendan a derivar tras saber calcular límites. Les pedimos que ricen el rizo y aprendan un concepto “difícil” de principios del s. XIX para dominar un concepto “fácil” de finales del s. XVII. Les complicamos la vida. Más tarde el alumno se da cuenta que derivar es muy fácil. Aprenderse una pocas reglas sencillas y aplicarlas directamente. Y el alumno se pregunta ¿para qué me habrán enseñado el concepto de límite? Parece fácil la respuesta, para complicarle la vida al alumno. Ni más ni menos. ¿Se puede enseñar a calcular derivadas directamente? Por supuesto que sí, como ya se hizo durante más de un siglo. Nos lo recuerda, porque a veces es necesario que nos recuerden lo obvio, Michael Livshits, “You could simplify calculus,” ArXiv preprint, Submitted on 22 May 2009 .

Un profesor (P) le pide a un alumno (A) que calcule la derivada de  en el punto . El estudiante, inteligente donde los haya, escribe el siguiente cociente de diferencias , tras ello, factoriza el numerador y lo reescribe como , cancela los , y obtiene como resultado , donde substituye para obtener finalmente , que es la respuseta correcta, por supuesto. Al profesor no le gusta esta solución y discute con su alumno como sigue:

P: Tu respuesta es correcta, pero ¿por qué no has utilizado la definición de la derivada como un límite? Estas estudiando un curso de cálculo, debes hacerlo como hay que hacerlo.

A: ¿Realmente hay que utilizar límites? Me parece una pérdida de tiempo, es mucho más fácil simplificar  y substituir . Me parece más elegante. it looks like it works fine.

P: ¿Pero entiendes por qué funciona?

A: Hmmm, veamos. Creo que funciona porque el límite de para es , por tanto, en lugar de calcular el límite podemos introducir directamente en .

P: ¿Cómo se llaman las funciones a las que les puede subsituir directamente en lugar de calculando su límite en ?

A: ¿Función continua en ? Sí, ya me acuerdo.

P: ¡Correcto! Debes saber que los matemáticos diferenciaban polionomios, raíces cuadradas, y funciones trigonométricas en el s. XVII, mucho antes de que se inventaran los conceptos de función continua y los límites  en el s. XIX. ¿Por qué no tratas de derivar a tu manera las siguientes funciones: , y ?

A: Vale, lo haré. Creo que seré capaz de lograrlo.

Estimado lector, si eres aficionado a las matemáticas, ¿te atreves a lograrlo?

Te ayudaré un poco. ¿Cómo podemos calcular la derivada de . Podemos escribir el cociente de diferencias y tratar de hacer que esta expresión tenga sentido bajo la sustitución . ¿Cómo lograrlo? Podemos reescribir el denominador como y factorizarlo como , de manera que , expresión que tiene sentido al hacer , resultando en la respuesta correcta .

Lo dicho, estimado lector, te atreves a emular esta proeza con , y .

Las conclusiones de los autores del ranking de universidades españolas

El Mundo publica una clasificación de las universidades españolas por carreras, todos los años. Este año El País publica la clasificación de las universidades españolas del Instituto de Análisis Industrial y Financiero (IAIF) de la Universidad Complutense de Madrid. Cada uno es completamente diferente. Yo creo que lo más interesante del estudio no es el ranking sino las conclusiones que han obtenido los que han realizado el estudio a partir del ranking. Permitidme resumirlas (el documento .doc tiene 153 páginas).

Antes de nada, os recuerdo que en este tipo de estudios la costumbre en España es extralimitarse a la hora de extraer conclusiones. ¿Realmente se puden obtener del estudio las siguientes conclusiones?

“El trabajo está basado en la metodología del análisis factorial que sintetiza la información de las variables altamente correlacionadas en un indicador compuesto, hipotético y no observable. También se puede resaltar que todos los indicadores son de carácter relativo, evitando así posibles derivados del tamaño de cada institución.”

“La posición de cada universidad en el ranking no es lo más importante. Lo relevante es el valor real del índice, reflejado aquí como distancia relativa respecto al líder. En muchos casos, la diferencia entre universidades es de unos pocos puntos o incluso centésimas de punto.”

“La gran mayoría de los planes de estudios propuestos recientemente para adaptar la universidad española a las exigencias de “Bolonia” se basa en acuerdos que reflejan el poder de los departamentos a los que se adscribe el profesorado, mientras que los posibles análisis o estudios con respecto a las necesidades futuras de conocimientos y habilidades de los estudiantes apenas se consideran.”

“Una evaluación obligatoria (del profesorado) que influya en los complementos salariales (los quinquenios) y en el acceso a plazas de promoción, podría incentivar a los profesores para dedicarse con más ímpetu a sus actividades docentes.”

“Un sistema de universitario donde la excelencia ha perdido importancia y donde la descentralización de la educación no ha estado acompañada de un nivel mínimo de control por parte del Estado. Falta control de calidad y autocrítica de escuelas, institutos y universidades.”

“La selección del personal docente e investigador es un proceso poco transparente. En cuanto a los requisitos generales para poder ser acreditado se debería exigir un nivel mínimo de inglés, publicaciones en revistas indexadas en el ranking JCR, y unas evaluaciones docentes positivas (excepto para la acreditación de profesor ayudante). Los procesos de selección deberían garantizar la transparencia mediante el uso obligatorio de internet para publicar de forma instantánea todas las decisiones y avisar a los candidatos por correo electrónico de las mismas.”

“La calidad de las tesis doctorales en España es muy diversa, lo que no se refleja en su calificación al ser costumbre que los doctorandos obtengan de forma generalizada un “cum laude”. Se deben valorar las diferencias en su calidad. [Debería ser obligatoria] para poder leer la tesis doctoral la publicación previa de los resultados en revistas de prestigio internacional dentro el campo científico del tema de la tesis. El número de “cum laúdes” se [debería] limitar a un 10 por ciento y el máximo número de sobresalientes a un veinticinco por ciento. Estos requisitos permitem a los que contratan a estos investigadores que pueden valorar su nivel académico real.”

“Otro problema que afecta a la calidad de las universidades es el bajo nivel salarial de los profesores. Un aumento generalizado de los salarios no tiene en cuenta que la productividad de un amplio conjunto de profesores es mínima, por lo que los cambios retributivos deben asociarse a la productividad.”

“La excelencia ha de ser el requisito central para progresar en la universidad sustituyendo al apadrinamiento ["enchufismo"] que actualmente domina la carrera académica. Se requiere el establecimiento de incentivos financieros que discriminen las instituciones académicas en función de su productividad y su calidad.”

No sé el porqué pero a mí la última frase es la que me resulta más reveladora. El puesto en el ranking no importa, pero eso sí, mide muy bien la productividad en docencia e investigación de cada universidad, habría que financiar a cada universidad por su productividad en docencia e investigación, entonces ¿importa el puesto?

Autores del estudio: Mikel Buesa (el “jefe” y, se le ve el plumero, también el “comentarista”) y Joost Heijs y Omar Kahwash (los “curritos”).

PS (26/mayo/2009): Noticia y comentarios en Menéame (sin desperdicio) “La universidad pública apuesta por la investigación; la privada, por la docencia,” =>”Ninguna universidad española está entre las 100 mejores del mundo. Hay que rebuscar, incluso, para encontrarlas entre las grandes europeas. Pero, ¿cómo se relacionan entre ellas? ¿Cuál es la mejor universidad de España? El Instituto de Análisis Industrial y Financiero (IAIF) de la Universidad Complutense de Madrid acaba de elaborar un listado que evalúa docencia e investigación en las 69 universidades presenciales de España. Entre las 25 mejor clasificadas, una privada, la que encabeza el ranking, la Universidad de Navarra.”

La materia oscura galáctica puede ser debida a que las galaxias no son neutras

¡Qué chorrada! Todo el mundo sabe que las galaxias son eléctricamente neutras. Hagamos los cálculos. Si el superagujero negro en el centro de nuestra Vía Láctea emitiera un flujo radial de protones, el campo eléctrico resultante generaría energía, es decir, masa, que introduciría un término gravitatorio adicional a la fuerza newtoniana. ¿Qué predice dicho término? Lo mismo que la materia oscura. La masa “perdida” de la galaxia es del mismo orden de magnitud que la gravedad introducida por la energía total del campo eléctrico generado por el flujo de protones. ¿Una broma? No, solo un propuesta de Kenneth Dalton, “The Missing Mass of the Milky Way Galaxy,” ArXiv preprint, 22 May 2009 .

Un flujo de protones que genera un campo eléctrico cuya energía “pesa” como 10^10 masas solares. La galaxia es muy grande. El flujo de protones cerca del núcleo galáctico tiene que ser del orden de 2 × 10^−13 cm^−3 y algo menor a la distancia a la que se encuentra el Sol del orden de 10^(-16) cm^−3. ¿Mucho o poco? Un millón de veces menor que el flujo de rayos cósmico estimado que incide en la atmósfera terrestre (cuyo origen fundamental es el Sol), de unos 10^(-10) cm^-3. El número de protones que abandanorían el halo de nuestra galaxia sería de 0.5 ×10^(41) protones seg^(-1). Un flujo tan grande se “comería” toda la materia de la galaxia. Sí, salvo que la energía de los protones emitidos en el centro galáctica fuera menor que 10^18 eV.

Números razonables. ¿Dónde está la trampa? ¿Cómo es que nadie se había dado cuenta antes? 

Abstract: A model is proposed in which cosmic ray protons flow radially through the galaxy. The resulting electric field energy creates a gravitational force, in addition to the conventional Newtonian force. The model yields a rotation curve that agrees well with observation. In particular, it predicts the flat velocity profile found in the outer fringe of the galaxy. The total electric field energy is calculated. It is the missing mass of the galaxy.

El arte de “colar” un artículo “basura” en una revista internacional de “prestigio”

Las revistas internacionales han crecido en volumen una barbaridad. Tanto han crecido que lograr la revisión de sus artículos por especialistas es cada vez más difícil. El resultado, muchos revisores son “aficionados.” Bueno, perdón. Jóvenes investigadores sin el peso de los años sobre sus hombros. ¿Pasa algo? No, todo lo contrario. Bueno, ¿o sí? Se está “colando” una cantidad de “basura” increíble. Realmente descomunal. ¿Qué pasa si esos “malvados graciosos” que generan artículos automáticamente mediante páginas web logran colar un artículo “basura” en una revista internacional? Nada de nada. A nadie le importa. Todo el mundo hace la vista gorda y ¡adiós buenas! Hay decenas de ejemplos pululando por internet. ¿Qué pasa si un investigador escribe un artículo “basura” que envía a tantas revistas como sea necesario hasta que logra “colarlo” y que se lo publiquen? Absolutamente nada. Todo lo contrario, un gran investigador es por colarlo haberlo ha (como diría el maestro “Joda”).

Un ejemplo tristemente famoso es el artículo del israelí Rohollah Mosallahnezhad, “Cooperative, Compact Algorithms for Randomized Algorithms,” aceptado para publicación en la revista de Elsevier Applied Mathematics and Computation, cuyo editor principal es John L. Casti (y donde yo he publicado más de un artículo). Afortunadamente, los autores (“malvados graciosos”) se retractaron y el editor lo “borró” (aunque ya tenía DOI). ¿Autores o autor? ¿Por qué se retractaron los autores? El artículo había sido generado por el programa SCIgen que genera artículos aleatoriamente. ¿Qué hubiera pasado si los autores no hubieran informado al Dr. Casti de su “broma”?

Por cierto, todo esto fue en noviembre de 2007. En diciembre de 2007 el Dr. Casti aprovechó para jubilarse. Desde enero de 2008 la revista tiene un nuevo editor principal Melvin Scott. ¿Dignidad? ¿Dimisión? ¿Pura casualidad? Quizás solo el peso de los años sobre sus hombros.

No es un problema de EL$EVIER, también se la han colado a las publicaciones de IEEE, por ejemplo. Lo que pasa es que Elsevier es muy grande y los problemas en Elsevier son más “vistosos” que en editoriales más pequeñas. Buscando en Google <site:linkinghub.elsevier.com “Withdrawn Article in Press”> aparecen 1020 entradas. Más de mil artículos. ¿Cuántos serán producto de “malvados graciosos”?

Otro ejemplo. Elsevier publicó 6 revistas entre los años 2000 y 2005 que estaban “financiadas” por compañías farmacéuticas “anónimas” que aparecían como revistas médicas con revisión por pares y lograron alcanzar índice de impacto en el JCR del ISI. En concreto ”Australasian Journal of General Practice,” “Australasian Journal of Neurology,” “Australasian Journal of Cardiology,” “Australasian Journal of Clinical Pharmacy,” “Australasian Journal of Cardiovascular Medicine,” “Australasian Journal of Bone & Joint [Medicine].” Nos lo cuenta Bob Grant, “Elsevier published 6 fake journals,” TheScientist.com, 7 May 2009 , quien muestra evidencia de que el “Australasian Journal of Bone and Joint Medicine,” es una publicación pagada por la compañía farmacéutica Merck (y publica muchos artículos “científicos” favorables a los productos de la propia Merck).

¿A alguien le importan estas cosas? Cuando encuentras un artículo por Internet publicado en una revista internacional con índice de impacto, ¿te cuestionas si es ”basura” o no? ¿Te crees todo lo que lees en revistas impactadas? ¿Te crees todo lo que lees en este blog? A la Mula Francis también se le cuela mucha “basura,” faltaría más.

El problema de suponer lo que se quiere demostrar en neurociencia

En muchos experimentos neurocientíficos se obtienen una cantidad enorme de datos pero sólo se analizan en detalle una cierta fracción, normalmente pequeña, en la que se basan los resultados que acaban siendo publicados. La selección de estos datos puede producir un análisis circular (en el que las hipótesis distorsionan los resultados). En dicho caso, el análisis estadístico “riguroso” realizado está sesgado e invalida los resultados obtenidos. En particular, el uso de las mismos datos para inferir los resultados y para validar el modelo (el proceso llamado “double dipping“) invalida completamente los resultados estadísticos obtenidos (que asumen la independencia entre ambos conjuntos de datos). Este problema nos lo demuestran en el contexto de las neurociencias, Nikolaus Kriegeskorte, W Kyle Simmons, Patrick S F Bellgowan, Chris I Baker, “Circular analysis in systems neuroscience: the dangers of double dipping,” Nature Neuroscience 12: 535-540, May 2009 . Los autores nos ofrecen varios ejemplos de las “trampas” que nos pone la estadística y algunas ideas (políticas) sobre cómo evitar este problema (mucho más común de lo que parece en las ciencias en el borde entre “lo natural y lo social,” como es el caso de las neurociencias).

La figura ilustra claramente el problema. La fila de arriba (a)  nos recuerda que el resultado refleja los datos solo indirectamente, gracias a un prisma (el análisis) que requiere ciertas hipótesis. La fila del medio (a) ilustra cómo las hipótesis pueden interactuar con los datos para dar forma al resultado. Idealmente (en medio izquierda), los resultados reflejan ciertos aspectos de los datos (azul) sin ninguna distorsión (aunque las hipótesis determinan qué aspecto de los datos se refleja en el resultado). A veces (en medio centro), una inspección detallada del análisis realizado muestra que hay datos que se han perdido en el proceso y que las hipótesis (rojo) predeterminan los resultados. En dicho caso el análisis es completamente circular (la línea roja punteada). Más a menudo en la práctica (en medio derecha) tanto las hipótesis como los datos predeterminan el resultado (morado), no sólo las hipótesis, los datos también influyen en cierto grado. ¿Cuáles son las causas de esta circularidad argumental o deductiva? La fila de abajo (b) muestra las 3 causas más comunes: el criterio utilizado para seleccionar los datos (izquierda), la técnica de promediado y clasificación de los datos utilizada (centro) y los criterios utilizados para ordenar los datos  (derecha). Estas 3 causas reflejan las hipótesis utilizadas (rojo), distorsionando las estimaciones e invalidando el análisis estadístico realizado.

Duro revés para la “teoría de todo” basada en E8 de Garrett Lisi, se siente amigo, así es la vida

Teoría E8 de Todo de Garrett Lisi con música de Philip Glass (al menos la música merece la pena).

Todo físico teórico que salta a la fama se arriesga a hacer el ridículo de su vida. 2008 fue el año de la “Lisimanía:” Garrett Lisi es el físico teórico “guaperas” y surfista que propuso una “Teoría de Todo” revolucionaria, basada en descomponer el grupo de Lie excepcional E8 en un conjunto adecuado de subgrupos que contenía tanto al Modelo Estándar como a la supergravedad. Ya lo contamos en este blog: sólo álgebra, puro álgebra, ¿dónde está la física de la teoría?  Lisi proponía un mecanismo extremadamente técnico por el cual la física aparecería en su teoría. Lisi no domina estas técnicas (cuantización BRST), prácticamente imposibles de aplicar a una teoría tan compleja como la que el propone. El asume que la belleza de la teoría es garantía suficiente de que alguien, algún día, será capaz de lograrlo.

La manera más fácil de “demostrar” que la teoría de Lisi no funciona es encontrar un error en su álgebra (también muy técnica, por cierto). El artículo (puramente matemático, prácticamente sin física) de Jacques Distler, Skip Garibaldi, ”There is no “Theory of Everything” inside E8,” ArXiv, Submitted on 16 May 2009 , analiza la estructura de subgrupos de E8 propuesta por Lisi y muestra que no cumple con ciertas propiedades “físicamente” necesarias para que se pueda construir una “representación” física adecuada (la representación de la teoría es la que “produce” el espectro de partículas elementales modeladas por la teoría). La verdad es que no tengo conocimientos suficientes para entender todos los detalles técnicos.

Garrett Lisi no se ha quedado callado. Afirma que Distler y Garibaldi no entienden todos los detalles de su teoría y que han confundido ciertos “detalles” técnicos. Lo que Distler y Garibaldi afirman que no se puede deducir de la teoría de Lisi, según Lisi no es lo que él realmente deduce. Así que, para Lisi, su teoría de todo sigue tan “viva” como siempre.

Más sobre Garrett Lisi en este blog:

Garrett Lisi y su nueva teoría algebraica sobre todo (o a la Lisimanía le falta la geometría y la física cuántica) Publicado el Octubre 24, 2008

La belleza de la teoría de grupos en física de partículas (o más sobre Garrett Lisi y E8) Publicado el Octubre 28, 2008

¿Por qué se utiliza la teoría de grupos en física de partículas elementales? Publicado el Octubre 27, 2008

Jugar a videojuegos mejora la vista (la sensibilidad al contraste)

Adios al “niño, no juegues tanto con los videojuegos que vas a perder la vista.”

Con la edad la vista empeora. Uno de los problemas más típicos es la pérdida de sensibilidad a cambios de contraste en las imágenes (el efecto del contraste lo vemos fácilmente en cualquier televisor usando el mando a distancia). El contraste es muy importante a la hora de reconocer objetos o ver bajo iluminación pobre. Sorprendentemente, un estudio publicado en Nature Neuroscience demuestra que jugar a videojuegos de acción puede mejorar nuestra sensibilidad al contraste, una de las funciones básicas de la visión que más empeoran con la edad. ¿Por qué? Los autores creen que jugar a videojuegos es un entrenamiento para el procesamiento de nuestro cerebro de señales visuales que cambian rápidamente. Nos lo cuentan Gideon P Caplovitz, Sabine Kastner, “Carrot sticks or joysticks: video games improve vision,” News & Views, Nature Neuroscience 12: 527-528 , May 2009 , haciéndose eco del artículo ténico Renjie Li, Uri Polat, Walter Makous, Daphne Bavelier, “Enhancing the contrast sensitivity function through action video game training,” Nature Neuroscience 12: 549-551, May 2009 .

La sensibilidad al contraste de nuestra visión es un factor muy importante para ciertas profesiones, como los radiólogos y los pilotos, cuya profesión requiere reconoer objetos en condiciones de bajo contraste. Por ejemplo, los radiólogos estudian imágenes en las que cambios sutiles de contraste reflejan densidades tisulares (de tejidos) anormales resultado de la presencia de tumores, hemorragias u otras causas. Para la mayoría de nosotros el contraste es importante cuando conducimos nuestro automóvil durante la noche o con niebla, momentos en el que el contraste del entorno es bajo.

Jugar a videojuegos como terapia contra la pérdida de sensibilidad al contraste para los mayores que siguen conduciendo su automóvil. Li et al. en su estudio han estudiado a jugadores habituales de videojuegos de acción, mostrando que presentan una mejor sensibilidad al contraste excepto para frecuencias espaciales bajas, comparándolos con inviduos de la misma edad que no juegan a viodejuegos. Más aún, han mostrado que someter a un entrenamiento de “videojuegos de acción” a los que no son jugadores habituales (50 horas de videojuegos durante 9 semanas) mejora su sensibilidad al contraste (no así a los que se sometió a un entrenamiento de “videojuegos que no son de acción”). Los autores del estudio creen que el “aprendizaje perceptivo” (perceptual learning) es la razón de esta mejora de la visión observada.

¿Algún día los oculistas recomendarán a sus pacientes una terapia basada en jugar a videojuegos de acción? Los radiólogos y los pilotos deberán aplicarse el parche… quizás pronto, hasta Fernando Alonso (que confiesa ser poco aficionado) acabará aficionándose a los videojuegos de acción.

The implications of using video games therapeutically to improve contrast sensitivity are far reaching. Presumably, anybody who plays action-based video games can potentially benefit. Notably, individuals such as radiologists or pilots, who rely on their vision for making critical decisions, may directly benefit from such a training routine.

Finally, the current finding adds fuel to the fiery 21st century debate raging between parent and child over whether or not, how much or what kind of video game playing is appropriate.

Boyas oceanográficas, corrientes submarinas y cambio climático

En la película “Buscando a Nemo,” el papá de Nemo utiliza la Corriente del Sur de Australia, acompañado de un grupo de tortugas marinas, para alcanzar Sidney, donde Nemo se encuentra encerrado en una pecera. ¿Cómo se estudian las corrientes submarinas en los océanos? Una boya flotante no se puede colocar una cierta profundidad en el océano y pretender que siempre permanezca a dicha profundidad conforme se mueve en una gran corriente. Se utilizan boyas isobáricas que se mantienen a una presión constante. La profundidad está relacionada con la presión, aproximadamente en el oceáno cada metro de profundidad supone un incremento aproximado de presión de 1 decibar (dbar). En un estudio reciente sobre la Corriente Fía del Labrador (LSW), en el oeste del Atlántico Norte, se han utilizado boyas a 700 dbar (unos 700 m. de profundidad) y 1500 dbar (unos 1500 m.). Las boyas tienen medidores de velocidad, presión, temperatura, etc. Periódicamente ascienden a la superficie del mar y envían la información que han registrado hacia satélites, como el sistema Argos, para luego descender y continuar con su misión.

¿Cuántas boyas se suelen utilizar en un estudio de las corrientes? En reciente estudio de Amy S. Bower, M. Susan Lozier, Stefan F. Gary, Claus W. Böning, “Interior pathways of the North Atlantic meridional overturning circulation,” Nature 459: 243-248, 14 May 2009 , se usaron 76 boyas RAFOS (Range and Fixing of Sound), que fueron colocadas en ristras de 18 durante 4 años sucesivos (2003-2006). La siguiente figura muestra las trayectorias seguidas por 40 de estas boyas en un periodo de 2 años, indicando con colores la temperatura estimada del agua y con un círculo negro su posición final. La pequeña figura insertada indica la trayectoria en línea recta recorrida por cada boya.

Los resultados de las medidas se insertan en simuladores por ordenador que simulan el campo de velocidades tridimensional en las corrientes. Resultando en la figura siguiente, que muestra las trayectorias hacia adelante y hacia atrás de las corrientes marinas estudiadas en el océano atlántico. Comentar cómo se interpretan estas figuras (yo preparé simulaciones de figuras parecidas hace años aunque sólo para el Mar de Alborán, entre Andalucía y el Norte de África) nos llevaría lejos. Así que trataré de ir al grano.

¿Para qué sirven este tipo de estudios de las corrientes en el oceáno? Por ejemplo, para conocer la influencia antropogénica en el clima de la Tierra. El océano es una reserva enorme de energía, calor y dióxido carbónico (absorbe gran parte del dióxido de carbono de origen antropogénico). Su efecto sobre el cambio climático cada día se considera más importante. Recientemente se reunieron en Indonesia líderes políticos y científicos para estudiar en la Conferencia Mundial sobre Océanos. Ver por ejemplo ”El papel de océanos en el cambio climático,” AFP, 12 de mayo 2009, o ”Inicia Cumbre Mundial de los Océanos en Indonesia,” Emiliano Crespo, Ecosistemas, 11 Mayo 2009 . “Los océanos y el cambio climático.”

El año 2008 ha sido un año clave en nuestra comprensión del efecto del océano en el cambio climático y del efecto del cambio climático en el océano. Parece claro que la temperatura superficial del oceáno crecerá en el próximo siglo, aunque algunos investigadores creen que no se notará este efecto en la próxima década debido las oscilaciones naturales de su temperatura (como Noel Keenlyside, del Leibniz Institute of Marine Sciences, Alemania, publicado en Nature).

Como ocurre en toda la Ciencia en general, cada vez que sabemos más nos damos cuenta de lo poco que sabemos. Por cada pregunta contestada surgen varias nuevas preguntas por contestar. Lo ilustra muy bien esta caricatura de Marc Roberts publicada en “Nature Reports Climate Change,” 18 December 2008 .

Viñeta 1. “Hola, esta noche trataremos de los avances del Cambio Climático en 2008. Lo qeu sabemos, lo que sabemos que desconocemos y lo que desconocemos que desconocemos.”

Viñeta 2. “Así que, Doctor, centrémonos en lo que desconocemos que desconocemos. ¿Cuáles son y cuántos hay?”

Viñeta 3. “Er… ¡no lo sé!”

Viñeta 4. “¿Y usted se llama experto?”

El cambio climático como ejemplo ideal del socrático: “Sólo sé que no sé nada” (“y me queda mucho por saber,” de Enrique Vilchez).

La historia de la «fórmula matemática más bella del mundo»

“La gráfica de la fórmula matemática más bella del mundo,” Alvy, Microsiervos, 23 May 2009 (visto gracias a Menéame) me ha recordado la historia de la Fórmula de Euler, publicada por él en 1748 en su libro “Introductio in analysin infinitorum,” epígrafe 138, sobre “cómo las exponenciales imaginarias se expresan en términos del seno y coseno de arcos reales,” (descargar el libro completo escrito en latín). La fórmula fue descubierta por Euler cuando en 1740 estaba estudiando la ecuación diferencial . Al obtener la solución de dicha ecuación mediante una serie de potencias observó que con Aplicando esta fórmula para y se obtienen las famosas fórmulas

  es decir,

ambas de gran “belleza” intrínseca, al relacionar las famosas constantes matemáticas , (número de Euler), e en una expresión asombrosamente simple.

Para los interesados, Euler no escribió sus famosas fórmulas en su “forma” habitual sino de la siguiente manera (de la versión original en latín de 1748, reimpresa en 1967).

“Ángeles y Demonios” en Carnegie Mellon de la mano de Manfred Paulini

La gran pregunta… para los lectores habituales de etse blog: ¿Impartirá la Mula Francis una conferencia “Angels and Demons: The Science Revealed” en España? Preparada la tiene. Ya no será la primera en España. Quien sabe…

En youtube podemos disfrutar de la impartida por Manfred Paulini en la Universidad de Carnegie Mellon. Para quien quiera hacer boca…