Nota dominical: Einstein nunca dijo que su “mayor error” fue la constante cosmológica

Mucha gente cree que Einstein dijo que introducir la constante cosmológica fue el “mayor error de su vida.” Pero se trata de un mito. Einstein nunca lo dijo. O si lo dijo en privado no existe ningún documento que lo acredite. La frase “el mayor error” o “la mayor metedura de pata” (en inglés “the biggest blunder“), en relación a la constante cosmológica y Einstein, fue escrita por primera vez por el físico George Gamow en un artículo publicado en septiembre de 1956 en la revista Scientific American (recuerda que Einstein murió en abril de 1955). Gamow repitió esta frase varias veces en otros textos y gracias a ello se popularizó esta cita apócrifa como si fuera del propio Einstein.

Por supuesto, el mito no quita que Einstein se sintiera descontento con haber introducido la constante cosmológica y que en una carta al cosmólogo Georges Lemaître le dijera que “soy incapaz de creer que una cosa tan fea pueda ser real en la Naturaleza” (“I was unable to believe that such an ugly thing should be realized in Nature”). Pero, la frase en inglés “the biggest blunder” fue acuñada por Gamow a modo de hipérbola y atribuida a Einstein por otros. Hay muchos mitos alrededor de la figura de Einstein que se propagan con el tiempo, nadie sabe muy bien el porqué. Me ha recordado este hecho, bien conocido por los que hemos leído biografías rigurosas de Einstein, el artículo de Mario Livio, “Lab life: Don’t bristle at blunders,” Nature 497, 309–310, 16 May 2013.

En su artículo, Livio nos recuerda también que en julio de 1991 se publicó en la revista Nature un artículo de los astrónomos Andrew Lyne, Matthew Bailes y S.L. Shemar que anunciaba el descubrimiento del primer planeta extrasolar; yo recuerdo este artículo porque entonces yo estaba suscrito a Nature en papel y la recibía con placer todas las semanas. Para sorpresa de todo el mundo no estaba orbitando una estrella similar al Sol, sino un pulsar (una estrella de neutrones residuo de la explosión de una supernova). Pocos meses más tarde, en enero de 1992, los autores tuvieron que retractarse de este artículo, pues su error era debido a que no habían corregido de forma adecuada el movimiento de la Tierra alrededor del Sol. Yo recuerdo haber leído dicha retracción con cierta inquietud, pues entonces pensaba que los artículos publicados en Nature eran muy fiables gracias a su rigurosa revisión por pares. Y además, la semana anterior se había publicado otro descubrimiento similar, un sistema planetario con dos exoplanetas.

Livio nos recuerda, yo no lo sabía, que Lyne reveló su error en una reunión de la Sociedad Astronómica Americana, donde recibió una clamorosa ovación por ello. Justo después de su charla, el astrónomo Aleksander Wolszczan anunció que había descubierto otros dos planetas extrasolares orbitando otro púlsar. Su artículo en Nature, junto a D.A. Frail, titulado “un sistema planetario alrededor del púlsar PSR 1257+12,” corrió mucha mejor suerte, pues fue confirmado con un artículo en Science en 1994, titulado “confirmación de planetas de masa terrestres alrededor del púlsar PSR 1257+12.” Gracias a ello, Wolszczan y Frail están en la carrera hacia el Premio Nobel (de hecho, mucha gente afirma que el primer planeta extrasolar se descubrió en 1994, olvidando el descubrimiento de 1992).

Wolszczan siempre ha dicho que el artículo de Lyne fue la “inyección de confianza” que le convenció de que las señales en sus datos sobre el púlsar PSR 1257+12 eran señales reales de exoplanetas. Si su artículo a Nature no hubiera sido enviado antes de la retracción de Lyne, quizás, Wolszczan hubiera descartado dichas señales y no sería uno de los candidatos más firmes al Premio Nobel de Física en los próximos años.

Los errores son una parte esencial del proceso científico. Si te ha picado la curiosidad esta entrada, y tienes acceso a una suscripción a Nature, te recomiendo leer el artículo de Livio en Nature. No te arrepentirás.

Sábado, reseña: “Mala Farma” de Ben Goldacre

Me gustó “Mala Ciencia,” un libro fresco y necesario. El nuevo libro de Ben Goldacre, “Mala Farma,” editado por Paidós Contextos, sigue el mismo camino, pero lo lleva hasta el extremo. Quizás demasiado. Un libro recomendable para estudiantes de medicina y profesionales de la salud, pero que puede dejar un mal sabor de boca a los que somos pacientes potenciales. Goldacre en “Mala Farma” se recrea en la hipérbole, una figura retórica poco habitual en el ensayo de divulgación científica. En mi opinión, la hipérbole resulta un poco desagradable en un texto de 380 páginas. La verdad, no puede ser verdad que todo sea tan malo como lo pinta Goldacre en su libro. Su recopilación de casos (muchos poco conocidos) muestran una situación de la medicina y la farmacología tan escandolosa que el inexperto como yo llega a la conclusión de que no puede ser todo tan malo como lo pinta Goldacre en “Mala Farma.” Por supuesto, espero no equivocarme.

En el primer capítulo se trata el problema de los “Datos que faltan.” La ciencia funciona a base de contrastar hipótesis; cuando uno propone una hipótesis para explicar un fenómeno físico y realiza una experimentación para ratificarla, puede que, por  contra, los datos muestren que la hipótesis era incorrecta; en dicho caso, lo normal es que omita publicarlo, por vergüenza y porque publicar resultados negativos es casi imposible. Sin embargo, como nos cuenta Goldacre, en medicina el asunto es más complicado, hay vidas humanas en juego.

“En 2009, se publicó por primera vez un estudio que examinaba en concreto cuántas de esas primeras pruebas clínicas experimentales en seres humanos llega a ver la luz y cuántas quedan ocultas. Reunidos todos los ensayos de este tipo aprobados por un comité deontológico a lo largo de un año, se constató que al cabo de cuatro años [aún no] se habían publicado nueve de cada diez, y transcurridos ocho años, cuatro de cada cinco seguían sin estarlo.” [Páginas 26-27]

En física (y otras ciencias) no hay daños colaterales en pacientes debido a que no se publiquen los resultados negativos (las hipótesis fallidas).

“Dado que los investigadores gozan de total libertad para ocultar los resultados que quieran, los daños a los que se ven expuestos los pacientes son de una magnitud inconmensurable en el campo de la medicina, desde la investigación a la práctica diaria. Los médicos ignoran totalmente los verdaderos efectos de los tratamientos que aplican. ¿Funciona realmente este fármaco o me han ocultado la mitad de los datos? Vaya usted a saber. ¿Vale la pena este costoso fármacoo se han maquillado los datos? Vaya usted a saber. ¿Matará este fármaco a los pacientes? ¿Hay alguna evidencia de que sea peligroso? Vaya usted a saber.” [página 28]

Goldacre destaca la importancia de los metaanálisis realizados por la Colaboración Cochrane, como ya hizo en “Mala Ciencia,” aunque en “Mala Farma” el discurso resulta un poco pesado pues se reiteran los argumentos una y otra vez, como tratando de que hasta el más torpe se entere de lo que se quiere decir.

En el segundo capítulo “¿De dónde salen los nuevos medicamentos?” y en el tercero “Malos organismos reguladores,” Goldacre nos recuerda que “la pela es la pela” (en inglés “money talks”).

“La investigación sobre eficacia comparativa [de fármacos] es crucial, [pero muy costosa]. Barack Obama [actual presidente de EEUU] demostró a muchos académicos y médicos que comprendía [con claridad] los grandes problemas de la sanidad al anunciar [en 2008] que gastaría 1.000 millones de dólares en ensayos clínicos comparativos entre los fármacos que se emplean en los tratamientos más corrientes. [...] Porque la investigación sobre eficacia comparada de fármacos es un campo de vital importancia para todos, y en muchos casos la utilidad de averiguar cuál es el fármaco existente que mejor resultado da supera con creces el coste de desarrollar nuevos fármacos.” [páginas 144-145]

En el capítulo cuarto, “Malos ensayos clínicos,” se nos recuerda que hay efectos espurios en los ensayos si se realiza un número muy elevado de análisis o si se dividen los resultados en un número muy grande de subgrupos. Yo destacaría los comentarios de Goldacre sobre el ensayo de un procedimiento quirúrgico llamado endarteriectomía.

Los investigadores “decidieron examinar hasta qué extremo podían poner en práctica esta idea (en broma) dividiendo a los pacientes en la mayor cantidad de subgrupos imaginables. [... En uno de dichos subgrupos] observaron que el beneficio de la cirugía dependía del día de la semana en que había nacido el paciente: sería de imbéciles basar las decisiones clínicas en ese dato. Observaron [también] una maravillosa relación casi lineal entre el mes de nacimiento y el resultado clínico: en los pacientes nacidos en mayo y junio se observó un extraordinario beneficio, pero a medida que corría el calendario el efecto se diluía más y más, hasta que en marzo la intervención tenía visos de ser casi perjudicial. Si estos resultados descubrimientos hubieran sido en relación con una variables biológica plausible, como la edad, el análisis de dicho subgrupo habría sido difícil de ignorar.” [página 193]

El breve capítulo cinco, “Ensayos clínicos más amplios y más sencillos,” da paso al sexto, “Marketing.” Me ha resultado muy pesada la lectura de este capítulo. Yo destacaría el siguiente párrafo sobre el conflicto de intereses: “business is business, science is science.”

“Los científicos están obligados a declarar sus intereses económicos cuando publican un trabajo. Pero los editores [de las revistas científicas] que imponen este requisito a los colaboradores, casi todos se han eximido ellos mismos. Es curioso. La industria farmacéutica tiene unos ingresos de [unos] 600 billones de dólares y compra muchísimo espacio publicitario en las revistas académicas, lo que representa muchas veces el capítulo más importante de sus ingresos.”  [página 274]

Este problema no sólo afecta a los demás médicos, también nos afecta a todos nosotros (si somos médicos o futuros médicos). Goldacre recomienda algo obvio, pero como muchas cosas obvias, que se olvida fácilmente.

“Todos los médicos deben declarar los pagos, obsequios, invitaciones, cursillos formativos, etcétera, a los pacientes, a los colegas y en un registro central.” [página 302]

El epílogo final, “Mejores datos,” resume todo el libro en unas veinte páginas. Su primer párrafo merece ser repetido.

“Estarán abrumados, y no se lo reprocho. Dedicaremos unos instantes a recapitular y a reflexionar sobre cómo se defendería un ejecutivo de la industria para, a continuación, ver cómo arreglar las cosas.” [Página 305].

En resumen, un libro muy bien documentado, con gran número de referencias bibliográficas, pero cuya lectura resulta pesada. Repetir los mismos argumentos una y otra vez no ayuda a entenderlos mejor. Me gustó “Mala Ciencia,” pero no me ha gustado tanto “Mala Farma,” aunque recomiendo su lectura a los médicos y a quienes aspiran a serlo. Seré muy crédulo, pero no me parece que el panorama farmacológico sea tan pésimo como sugiere Goldacre en su libro “Mala Farma.”

Cómo integrar cuarzo piezoeléctrico en circuitos integrados de silicio

No es fácil integrar un reloj de cuarzo dentro de un chip de silicio, porque crecer cuarzo sobre silicio es muy difícil. Se necesitan películas de cuarzo nanoestructuradas para aplicaciones piezoeléctricas con alta frecuencia de resonancia, como dispositivos microelectromecánicos. Físicos españoles (ICMAB-CSIC de la UAB) y franceses han logrado superar el reto con una nueva técnica que permite el crecimiento de películas delgadas de α-cuarzo sobre silicio policristalino que permitirá desarrollar dispositivos piezoeléctricos integrados en chips. El α-cuarzo es la forma a baja temperatura del cuarzo, el segundo mineral más abundante en la Tierra, uno de los 11 polimorfismos cristalinos del dióxido de silicio (una sustancia tiene un polimorfismo si puede cristalizar en distintos sistemas cristalográficos según las condiciones de cristalización). La nueva técnica utiliza estroncio (Sr) y bario (Ba) como catalizadores, se basa en una desvitrificación heteroepitaxial y una posterior cristalización, siendo sencilla desde el punto de vista conceptual, pero bastante complicada de llevar a la práctica. Nos lo cuentan C. Jeffrey Brinker, Paul G. Clem, “Quartz on Silicon,” Science 340: 818-819, 17 May 2013, quienes se hacen eco del artículo técnico de A. Carretero-Genevrier et al., “Soft-Chemistry–Based Routes to Epitaxial α-Quartz Thin Films with Tunable Textures,” Science 340: 827-831, 17 May 2013.

Cuando el fin justifica los medios

El dogma central de la biología molecular, propuesto por Francis Crick en 1958, reza que todo gen (codificante) se transcribe en ARN mensajero que se traduce en una proteína. Hoy sabemos que las cosas nunca fueron tan sencillas. Un estudio del ADN de la levadura de la cerveza (S. cerevisiae) ha mostrado que, aunque contiene unos 6000 genes codificantes de proteínas, produce 1,88 millones de transcritos de ARN. Estas moléculas de ARN se llaman isoformas de transcripción (TIF por sus siglas en inglés) y tienen diferentes secuencias de inicio (5′) y final (3′). ¿Cuál es su función biológica? Lo más fácil es decir que su papel es regular la expresión de otros genes, pero esta función ha sido demostrado sólo en unos cientos de casos. La mayoría de los TIF podrían no tener ninguna función biológica, siendo un subproducto irrelevante de la maquinaria de transcripción. ¿Podrían tener algún papel en la evolución? Como es obvio, el contenido de TIF en un momento dado de una célula dentro de una población la diferencia de todas las demás y quizás podría proporcionarle la oportunidad de estar mejor adaptada a cambios en su entorno. Quizás esta gran diversidad de ARN transcritos sea una de las razones por la que es difícil matar a todas las células cancerosas de un tumor. Así finaliza su News & Views, cuyo titulo he copiado, B. Franklin Pugh, ”Molecular biology: The ends justify the means,” Nature 497: 48–49, 02 May 2013, quien se hace eco del artículo técnico de Vicent Pelechano, Wu Wei and Lars M. Steinmetz, “Extensive transcriptional heterogeneity revealed by isoform profiling,” Nature 497: 127–131, 02 May 2013.

Francis in Mapping Ignorance: Transferencia anómala de calor de lo frío a lo caliente

Te recomiendo leer mi última contribución al blog Mapping Ignorance, “Read it twice: Heat transfer from a cooler body to a hotter body,” May 16, 2013. El primer párrafo, en inglés, dice “Without any conflict with the second law of thermodynamics, heat can flow from a cooler but constantly heated body to another thermally connected and constantly hotter body. This anomalous heat transfer has been demonstrated in a two-phase liquid-vapor system composed of a Rayleigh–Bénard convection (RBC) cell filled one-half with normal liquid helium and one-half with helium vapor.” Seguir leyendo…

Mi contribución se basa en el artículo de Pavel Urban, David Schmoranzer, Pavel Hanzelka, Katepalli R. Sreenivasan, and Ladislav Skrbek, “Anomalous heat transport and condensation in convection of cryogenic helium,” PNAS 110(20): 8036-8039, May 14, 2013; además recomiendo consultar a Joseph J. Niemela, “Weather and anomalous heat flow occurring near absolute zero,” PNAS 110(20): 7969-7970, May 14, 2013.

Epi y Blas (Ernie & Bert) los dos neutrinos UHE observados por IceCube

Los dos neutrinos electrónicos ultraenergéticos (energía superior a 1 PeV, peta-electrón-voltio) observados por IceCube (el detector de neutrinos situado en el Polo Sur) fueron bautizados como Ernie y Bert, los nombres en inglés de Epi y Blas, en homenaje a los protagonistas de la serie infantil Barrio Sésamo por el siguiente sketch en el que Epi mostraba sus “ice cubes” (cubos de hielo) a Blas (fuente).

 

Lucas Sánchez @sonicando nos cuenta en DivulgA3 por qué un científico debe divulgar

Cómo puede un científico “ser el primero en descubrir algo y no salir corriendo a contarlo.” La ciencia nos hace “ver la luz en la oscuridad” y en el momento ¡Eureka! divulgar es mucho mejor que salir corriendo en paños menores por la calle cual Arquímedes. ”Un científico debe ser egoísta, porque la divulgación le sirve para muchas cosas. Primero, da un nuevo punto de vista que permite oír una historia diferente sobre nuestra propia investigación. Segundo, divulgar nos dará el feedback necesario para recordar que la ciencia es apasionante per se, incluso aunque lo olvidemos cada día de duro trabajo. Tercero, porque quienes nos financian deben saber lo que hacemos y para qué sirve, sólo así nos seguirán financiando. Cuarto, porque divulgar te permitirá conocer a gente muy variada que te hará ver la ciencia con ojos muy diferentes. Y quinto, porque permite ganar dinero, de vez en cuando. ¿Por qué entonces no divulgan todos los científicos?” Nos lo cuenta Lucas Sánchez (@sonicando), un investigador que divulga. La charla forma parte de las I Jornadas de divulgación científica “DivulgA3. Más allá de los papers,” 02 de Mayo de 2013. Puedes disfrutar de las demás charlas en youtube siguiendo este enlace.

Por cierto, Lucas también es músico en el grupo de rock Leftover Lights (@LeftoverLights). Puedes disfrutar de “Over” siguiendo este enlace. Y los que prefieran el álbum completo, pueden recurrir a este otro enlace.

PS: Recomiendo a los investigadores que quieran iniciarse en la divulgación la consulta del ”Manual de Comunicación para Investigadores” de la Universidad de La Rioja.

Los motores “hyperdrive” de Star Wars

En la Enciclopedia de Star Wars se dice que los motores “hyperdrive” están alimentados por generadores de fusión. La fusión libera una pequeña cantidad (menos del 1%) de la energía confinada en el hidrógeno según la fórmula E=mc², que puede impulsar los núcleos de helio resultantes en la parte trasera de la nave espacial a velocidades muy altas. La fusión de un gramo de combustible de hidrógeno puede proporcionar tanta energía como 20 mil litros de gasolina. Sin embargo, la ecuación del cohete de Tsiolkovski nos dice que para acelerar la nave a la velocidad de los gases de escape se necesitan 1,7 veces la masa de la nave en combustible; con esta cantidad un cohete químico sólo puede alcanzar 0,000015 veces la velocidad de la luz (c), mientras que uno de fusión podría llegar a 0,05 c. Si se quisiera acelerar la nave a dos veces la velocidad de los gases de escape se necesitaría 6,4 veces la masa de la nave en combustible y utilizando fusión sólo se alcanzaría una velocidad de 0,1 c. Para alcanzar una velocidad de 0,2 c se necesitarían 57 veces la masa de la nave en combustible. Acercamos aún más a la velocidad de la luz se hace inviable usando un motor “hyperdrive” de fusión. Los interesados en más detalles técnicos disfrutarán con Robert H. Frisbee (JPL, CalTech), “Advanced Space Propulsion for the 21st Century,” Journal of Propulsion and Power 19: 1129-1154, 2003 [pdf gratis].

Francis en ¡Eureka!: El grafeno magnético que puede revolucionar la espintrónica

Ya está disponible el audio de mi sección ¡Eureka! en el programa La Rosa de los Vientos de Onda Cero. Sigue este enlace para disfrutarlo. Como siempre una transcripción libre.

El grafeno es el material de moda que recibió el Premio Nobel de Física en 2010. Sus numerosas propiedades hacen que sus aplicaciones parezcan casi infinitas. Pero empecemos por el principio, ¿qué es el grafeno? La mina de una lápiz está hecha de grafito, un material que se puede exfoliar fácilmente. El grafito está compuesto por láminas de átomos de carbono fuertemente enlazados entre sí, pero estas láminas están débilmente enlazadas unas con otras, de tal forma que al arrastrar la punta del lápiz sobre una hoja de papel se desprenden bloques de láminas de grafito que quedan adheridas al papel. El grafeno es una lámina de grafito de un solo átomo de grosor. El grafeno está formado por carbono puro, como el diamante, colocado en una estructura hexagonal similar a la del un panal de abejas. Konstantin Novoselov y André Geim, ambos de la Universidad de Manchester, recibieron el Premio Nobel de Física en el año 2010 por desarrollar un nuevo procedimiento para fabricar grafeno de forma industrial mediante una técnica de exfoliación del grafito. El grafeno es el material de moda en nanociencia y nanotecnología por sus sorprendentes propiedades físicas y químicas. Es el material con la mayor conductividad térmica y eléctrica conocido, es el más delgado, el más ligero, el más duro, el más flexible… Muchas de las propiedades del grafeno son dignas del libro de los récords Guinnes.

Sábado, reseña: “Hasta el infinito, y más allá” de Clara Grima y Raquel García Ulldemolins

—¡Toma, toma, toma! ¡Cómo mola! —como diría el pequeño Ven. Hay muchos libros titulados “Hasta el infinito, y más allá” pero el de Clara Grima y Raquel García Ulldemolins, editado por Espasa, es único por muchas cosas. Gracias a las (mate)aventuras de Ven(tura), Sal(vador) y su fiel compañero canino Gauss, niños y adultos disfrutarán acercándose a las matemáticas desde un punto de vista muy diferente al habitual. “Un libro para todos aquellos que temen a las Matemáticas,” complemento ideal a “El Diablo de los Números” de Hans Magnus Enzensberger. Este estupendo libro de Clara y Raquel, que recomiendo a todos los lectores, es un regalo ideal para ocasiones especiales y, por qué no, para todas las ocasiones. ¿Aún no lo has leído? ¡A qué estás esperando!

El libro empieza por el más difícil todavía: “Perdona, Buzz, pero después del infinito no hay nada.” Qué padre no ha tenido que contestar a las preguntas ¿qué es el infinito? y ¿qué hay más allá del infinito? que se realizan todos los niños tras oír a Buzz Lightyear en la saga Toy Story de Disney Pixar. Un concepto difícil que se ilustra en el libro gracias al hotel de Hilbert en “¡Mi infinito es más grande que el tuyo!” Muchos padres disfrutarán con este capítulo, aunque creo que para muchos niños será un inicio muy duro. Yo hubiera empezado el libro con algo más ligero, más gráfico, quizás con “¿Qué es eso que dibujas Mati? ¡Ese caramelo es mío!” sobre los diagramas de Voronoi, famosos en España gracias a “¿Está Voronoi? Que se ponga,” “Cada uno en su región y Voronoi en la de todos” y por supuesto a ”Mati y sus mateaventuras.”

Sigue el libro por un camino difícil para los niños, con “Mati, ¿estás segura de que π no es racional?,” y con “Voy a leerte la mente, abuela.” Los matemáticos disfrutan explicando la evolución del concepto de número, pero conceptos tan abstractos como el de número real o el de números binarios, propios del siglo XIX, me parece que deberían formar parte del final del libro y no del principio, pues pueden desanimar a muchos lectores potenciales.

Muchos de los tópicos presentados en el libro son muy conocidos, pero se presentan con tal frescura que se disfrutan como si fuera la primera vez. En “Flores, palacios y números” se discuten el número aúreo, “No te creo Mati, ¿cómo va ser un número de oro?,” y la sucesión de números de Fibonacci, “Una flor, otra, dos flores.”

Clara Grima investiga en geometría computacional en la Universidad de Sevilla, por lo que tiende a poner ejemplos de teoría de grafos con los que disfrutarán grandes y pequeños. “Cómo voy a salir del laberinto sin el hilo?,” “¡Ese caramelo es mío!” y “¿Por qué no hay un poli en cada sala?” son claros ejemplos. Tópicos modernos e interesantes con los que disfrutarán incluso los estudiantes de ciencias matemáticas y los profesores de matemáticas podrán incorporar con facilidad a sus clases. Todo ello sin olvidar temas muy populares en la divulgación matemática como los tratados en ”Pues vaya lío de puentes, ¿no?” y “¿Sólo con 4 colores?” En este último caso yo hubiera retado a los lectores más jóvenes a resolver un problema más sencillo que el famoso mapa de 1 de abril de Martin Gardner, como por ejemplo el siguiente.

En casa todos hemos disfrutado del libro, pero no todo pueden ser piropos. “Antes de empezar…” nos dice Mati que “a mucha gente no le gustan las palabras esdrújulas” como matemáticas. Sin embargo, el libro abusa de ellas y sobre todo del sufijo “-mente.” Estas palabras dificultan el ritmo de la lectura y deben ser evitadas para lograr una lectura más ágil, sobre todo, en mi opinión, para libros dirigidos a niños y jóvenes. Cuando yo leí por primera vez “respondió vehementemente” me quedé sorprendido. Muchos lectores tendrán que recurrir al diccionario para saber qué es la “vehemencia” o algo “vehemente” (términos aplicados muchas veces al estado emocional del pequeño Ven). Yo hubiera escrito “respondió vehemente” o incluso hubiera evitado este término adulto. Hay muchos más ejemplos como “Gauss miraba atentamente,” que yo hubiera cambiado por “Gauss miraba atento,” o “números correspondientes entre 64 y 127″ que yo hubiera acortado a “números entre 64 y 127″ sin pérdida de significado.

Yo hubiera hecho una buena revisión del lenguaje utilizado, tratando que fuera menos adulto y más ágil. Hay muchos pequeños cambios que en una segunda edición se podrían corregir con facilidad. Por cierto, el libro presenta pocas erratas, aunque destaca el “2 + x 0,08″ en la fórmula de la página 42.

En resumen, me ha gustado mucho este pequeño libro de popularización de las matemáticas. Su módico precio hará las delicias de quienes quieran regalar el mejor regalo posible: un poco de cultura matemática.

El “arte” de la filogenética molecular

Cuando se habla de artes y ciencias (Arts & Sciences) la ingeniería se encuentra justo en la mitad, siendo en muchos casos arte y ciencia a partes iguales. Los algoritmos bioinformáticos utilizados en biología molecular para obtener un árbol filogenético son muy sencillos, pero la práctica del “arte de la filogenética molecular” sólo se aprende con la experiencia. Un buen arbol filogenético depende de qué genes (o secuencias dentro de ellos) se seleccionen y alineen, y de cómo se estime el efecto del entorno y de la evolución por selección natural en los organismos estudiados. Para el experto no hay ningún problema, por eso es un experto, pero la situación para el profesor que tiene que enseñar este arte no es fácil, pues incluso un gran “artista” puede que no sepa explicar de forma adecuada cómo decide cuando su obra es “perfecta” y está acabada. Un análisis filogénetico de 1070 ortólogos de 23 genomas de levadura ha permitido obtener 1070 árboles filogenéticos diferentes. ¿Cuál es el mejor entre todos ellos? ¿Existe el árbol filogenético óptimo? ¿Cómo debe lidiar el filogenetista molecular con este problema? Supongo que pensarás que me como mucho el coco, pero al menos no soy el único: Leonidas Salichos, Antonis Rokas, “Inferring ancient divergences requires genes with strong phylogenetic signals,” Nature 497, 327–331, 16 May 2013. Por cierto, los algoritmos bioinformáticos de filogenética molecular son parte del contenido que imparto a mis alumnos. ¡Cosas bolonias!

PS (17 mayo 2013): Por cierto, dos genes de dos especies de seres vivos son ortólogos si su origen evolutivo es un único gen de un ancestro común a ambos. La aplicación a los 1070 árboles filogenéticos diferentes obtenidos de las técnicas de bootstrap y de selección de árboles de consenso reduce las incongruencias, pero en ningún caso logra que en todos los nodos se supere un consenso del 50%. Más aún, cientos de estos árboles filogenéticos muestran “errores graves” agrupando especies “lejanas” como si hubieran divergido hace muy poco.

El capitalismo bacteriano

Me ha sorprendido que en Nature se hable de “capitalismo bacteriano” en alusión a la semejanza entre el principio “los ricos se hacen más ricos” (que dicen que es propio del capitalismo) y la dinámica de ciertas poblaciones de bacterias. En realidad se trata de un ejemplo de realimentación positiva en la formación de biopelículas bacterianas. Como las hormigas que dejan feromonas a su paso para marcar el rastro del camino que recorren, la bacteria Pseudomonas aeruginosa excreta un polisacárido adhesivo (llamado Psl); los lugares con mayor cantidad de Psl son los lugares donde la biopelícula bacteriana es más gruesa. La razón es un proceso bioquímico de realimentación positiva: las bacterias pasan más tiempo en las áreas más visitadas porque en ellas hay depositada mayor cantidad de Psl y depositan allí una mayor cantidad de Psl por ello. Gracias a este proceso se forman biopelículas bacterianas multicelulares que muestran autoorganización social. La descripción matemática se rige por una ley de potencias (no entraré en más detalles). ¿Para qué puede servir todo esto? Entender el comportamiento de las colonias bacterianas permitirá desarrollar fármacos para evitar infecciones e inhibir la colonización bacteriana. El curioso titular que asocia estos comportamientos bacterianos con el capitalismo es de Ute Römling, “Microbiology: Bacterial communities as capitalist economies,” Nature, News & Views, 08 May 2013, quien se hace eco del artículo técnico de Kun Zhao et al., “Psl trails guide exploration and microcolony formation in Pseudomonas aeruginosa biofilms,” Nature, AOP 08 May 2013.

La neurogénesis en adultos moldea la personalidad

La neurogénesis es la aparición de nuevas neuronas y células gliales en el encéfalo. Durante mucho tiempo se pensó que la plasticidad del sistema nervioso central se limitaba a la modulación de las sinapsis entre neuronas. Se publica en Science un artículo que afirma que la neurogénesis en los adultos ayuda a la plasticidad y moldea la conectividad neuronal de acuerdo a las necesidades del individuo durante su vida, es decir, moldea la personalidad (al menos en ratones). Igual que dos gemelos se diferencian conforme crecen, adquiriendo rasgos individuales, un estudio en ratones modificados genéticamente para ser idénticos ha mostrado que se comportan de forma diferente gracias a la neurogénesis. La vida que vivimos nos hace ser quienes somos y la neurogénesis podría jugar un papel importante (al menos en el hipocampo de ratones). Como nos cuentan, no sin cierta poesía, Olaf Bergmann, Jonas Frisén, “Why Adults Need New Brain Cells,” Science 340: 695-696, 10 May 2013, que se hacen eco del artículo técnico de Julia Freund et al., “Emergence of Individuality in Genetically Identical Mice,” Science 340: 756-759, 10 May 2013.

Por cierto, en el encéfalo adulto de los mamíferos sólo se generan nuevas neuronas en el bulbo olfativo y en el hipocampo; en los humanos, la excepción, sólo se producen en el hipocampo. Entender la neurogénesis permitirá el desarrollo de fármacos que activen la producción de nuevas células nerviosas en el hipocampo como vía terapéutica para el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas como el Alzheimer.

Simulación numérica multiescala de las burbujas de la espuma

La belleza de la espuma bajo luz diurna es indudable, pero el estudio mediante ordenador de la evolución (reología) de cada una de las membranas líquidas (películas de jabón)  que la forman no es nada fácil pues involucra escalas en espacio y tiempo que varían en seis órdenes de magnitud. Se publica en Science un nuevo modelo matemático que permite una simulación multiescala de gran precisión basada en tres etapas: en la primera se calcula la solución de equilibrio estático, en la segunda se estudia el drenaje del líquido a través de las membranas y las fronteras entre ellas, y en la última se calcula la posible rotura en las zonas más delgadas de las películas de fluido. Este proceso se repite de forma iterativa. El resultado es una simulación sin precedentes de la evolución de la espuma lejos del equilibrio. Las espumas tienen una gran variedad de aplicaciones en la industria y en el diseño de materiales. Por ello, la simulación multiescala de su física promete importantes repercusiones prácticas. Nos lo cuenta Denis Weaire, “A Fresh Start for Foam Physics,” Science 340, 693-694, 10 May 2013, que se hace eco del artículo técnico de Robert I. Saye, James A. Sethian, “Multiscale Modeling of Membrane Rearrangement, Drainage, and Rupture in Evolving Foams,” Science 340: 720-724, 10 May 2013.

La velocidad y aceleración de Felix Baumgartner durante su salto

El 14 de octubre de 2012, el austriaco Felix Baumgartner ascendió a 39.000 metros en un globo estratosférico y saltó en caída libre alcanzando una velocidad supersónica. Durante su salto, su posición fue medida por un GPS situado en su pecho. Los resultados están publicados y pueden ser utilizados por los docentes interesados en mostrar este ejemplo a sus alumnos. La velocidad máxima de Baumgartner fue de 1357,6 km/h (Mach 1,25) y su caída libre duró 4 minutos y 20 segundos. Los profesores interesados en un poco de ayuda a la hora de incorporar este ejercicio en sus clases disfrutarán con el artículo de los españoles José M. Colino y Antonio J. Barbero, ambos de la Univ. de Castilla-La Mancha, “Quantitative model of record stratospheric freefall,” Eur. J. Phys. 34: 841–848, 22 Apr 2013.

La figura que abre esta entrada muestra la velocidad de Baumgartner como función del tiempo de caída a partir de un modelo teórico sencillo (curva negra) y los resultados del GPS (circulitos verdes); la velocidad del sonido se muestra en la curva roja, indicando dónde la caída de Baumgartner fue supersónica. También se muestra la aceleración en función del tiempo calculada a partir de la velocidad. Y finalmente, la velocidad en función de la altura del modelo elemental de los autores (curva negra) comparada con las medidas del GPS (puntos rojos).

Por qué Robert Trivers quiere que retracten uno de sus artículos que fue portada en Nature

Parece imposible que el autor de un artículo publicado en Nature, que fue portada de dicha revista el 22 de diciembre de 2005, haya tratado por todos los medios que su propio artículo fuera retractado. Robert Trivers, biólogo evolutivo de la Universidad de Rutgers en New Brunswick, Nueva Jersey, publicó en Nature con varios colegas que los adolescentes jamaicanos con un cuerpo más simétrico eran más propensos a ser calificados como “buenos bailarines” por sus compañeros; esto sugería la existencia de una señal de selección sexual en el ser humano. Pero Trivers comenzó a tener dudas en 2007, cuando otro estudiante de doctorado no fue capaz de replicar las conclusiones del artículo. En su investigación descubrió inconsistencias en las mediciones de simetría realizadas por el primer autor William M. Brown, que en aquel momento era postdoc en su grupo.

En 2008, Trivers solicitó a Nature que el artículo fuera retractado pero el editor de la revista no quiso hacerlo. En 2009, Trivers publicó un libro sobre su caso y la Univ. de Rutgers decidió investigar el caso. El año pasado, la investigación concluyó que no había pruebas “claras y convincentes” de la fabricación de datos por parte de Brown, que salió indemne. Trivers no dice que no haya efecto, sino que hay un efecto débil, poco significativo, lo que contradice los resultados publicados. Sin embargo, no tiene planes de replicar este trabajo concreto, aunque sigue estudiando la simetría del cuerpo en Jamaica y ha producido al menos diez artículos adicionales sobre el tema. Ahora mismo el artículo sigue sin ser retractado.

Nos lo cuenta Eugenie Samuel Reich, “Symmetry study deemed a fraud. University finds evidence of fakery in Jamaican dance data,” Nature 497: 170–171, 09 May 2013; el artículo técnico en entredicho es William M. Brown et al., “Dance reveals symmetry especially in young men,” Nature 438: 1148-1150, 22 Dec 2005.

¿Por qué insiste tanto Trivers en que retracten este artículo? Porque muchos expertos, como Steven Pinker, psicólogo de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, consideran que este artículo carece de una base sólida, siendo como “una broma de mal gusto” que ha llegado a ser publicado por su tirón para los medios (puro “cebo para periodistas”). Pinker dice que el trabajo de Trivers está fuera de toda duda y que su coautoría sólo sirve para empañar su currículum vitae.

El editor de Nature dice que va a abrir una nueva investigación sobre el tema. Pero parece que será muy difícil que Trivers logre que retracten su propio artículo.

España y sus artículos en las revistas Physical Review

En la actualidad, España es el noveno productor de artículos de física publicados en revistas de la serie Physical Review de la APS (Sociedad de Física Americana), tras EEUU, Alemania, Francia, Reino Unido, Japón, Italia, China y Rusia, y por delante de Canadá. Pero no siempre fue así. Llevamos poco tiempo en el top 10. Así lo concluye un análisis bibliométrico de todos los artículos publicados en revistas de la APS en sus 119 años de vida. El artículo técnico es Matjaz Perc, “Self-organization of progress across the century of physics,” Sci. Rep. 3: 1720, 2013 [arXiv:1305.0552]. El siguiente vídeo youtube muestra los resultados por años

http://www.youtube.com/watch?v=0Xeysi-EfZs

Picorrobots inspirados en el vuelo de las moscas

Por cierto, ¿cómo vuela una mosca? Parece una tontería pero fabricar un robot capaz de volar como una mosca no es fácil. El sistema nervioso de la mosca es muy sencillo, pero suficiente para que este insecto volador realice complejas hazañas aerodinámicas más allá de lo que la técnica actual permite. Los (pico)robots aéreos que imiten a las moscas tendrán infinidad de aplicaciones (si son baratos de fabricar y a nadie le moleste que la mayoría acaben en el cubo de la basura). Se publica en Science esta semana un artículo que propone un nuevo diseño de “mosca robótica” capaz de batir sus alas a una frecuencia de 120 Hz gracias a un sistema MEMS (microelectromecánico) basados ​​en silicio. Los autores le llaman a la nueva técnica ”microestructuras compuestas inteligentes” (SCM). Gracias a esta técnica se pueden fabricar insectos mecánicos con tamaños micrométricos que se pueden fabricar en masa y cuyo montaje es sencillo. Aún no se ha resuelto el problema de la alimentación energética y del “cerebro” artificial de estos insectos robóticos, por lo que tienen que volar conectados a un cable de alimentación y control, pero se espera que en menos de una década se hayan resuelto estos problemas. Realmente es sorprendente imaginar un mundo con millones de insectos mecánicos fabricados por el hombre. El artículo técnico es Kevin Y. Ma, Pakpong Chirarattananon, Sawyer B. Fuller, Robert J. Wood, “Controlled Flight of a Biologically Inspired, Insect-Scale Robot,” Science 340: 603-607, 3 May 2013 [sciencemag.org].

¿Estás preparado para un mundo con más de 400 ppm de CO2 en la atmósfera?

Pronto la concentración global de dióxido de carbono (el gas de efecto invernadero más importante) superará durante un mes completo las 400 partes por millón, pero volverá a bajar (pues su dinámica es oscilatoria); de hecho, el 29 de abril de 2013 se alcazaron los 399,50 ppm. En un par de años, la concentración superará los 400 ppm durante todo un año (algo que no pasaba en nuestro planeta desde el Plioceno, hace más de tres millones de años). Quizás es el momento de hacer balance, de dónde venimos y hacia dónde vamos. En 1958, cuando se empezó a medir con precisión la concentración de CO₂ estaba en unos 316 ppm (antes de la revolución industrial se estima que estaba en unas 280 ppm). Las mediciones del Global Carbon Project suelen tomar como referencia las medidas desde la estación del volcán Mauna Loa, en Hawaii, a 3.400 metros de altura, que muestran un crecimiento sostenido sin ninguna señal de estabilización. Si el nivel de CO2 se mantiene por encima de los 400 ppm durante el resto del siglo XXI, a finales de este siglo la temperatura media de la Tierra podría aumentar entre 2 y 2,4 grados. Las consecuencias pueden ser terribles. Nos lo cuenta Richard Monastersky, “Concentrations of greenhouse gas will soon surpass 400 parts per million at sentinel spot,” Nature 497: 13-14, 02 May 2013. Los valores actualizados día a día en CO2now.org.

PS: Por cierto, la relación entre concentración de CO2 y temperatura en los últimos 22000 años fue publicada en Nature el año pasado (Jeremy D. Shakun et al., “Global warming preceded by increasing carbon dioxide concentrations during the last deglaciation,” Nature 484: 49–54, 05 April 2012).

Fabrican un cañón de anillos de plasma

Imagina que fabricas un cañón que lanza anillos de plasma a través del aire. ¿Para qué piensas que puede servir? Como es obvio, no dirás que estás trabajando en un arma y que te financian los militares para desarrollar un incinerador de misiles en ataque. Piensa un poco, ¿para qué puede servir? ¡Has acertado! Como fuente de generación y almacenamiento de energía, la aplicación civil por excelencia de los plasmas (gracias a los futuros reactores de fusión). ¿Te has perdido? Lo siento. Has sido noticia que investigadores de la Universidad de Missouri han ideado un método de creación y lanzamiento de anillos de plasma a través del aire que afirman que tendrá  grandes repercusiones en la generación y almacenamiento de energía para la industria. Así nos lo cuentan en “Plasma device could revolutionize energy generation and storage (w/ video),” Phys.Org, Apr 16, 2013, y en “New Plasma Device Considered the ‘Holy Grail’ of Energy Generation and Storage,” Pure Energy Blog, April 26, 2013.