William G. Hoover o 50 años delante de un ordenador calculando

Publicar un artículo, hoy en día, es fácil. Si no te lo aceptan en una, lo envías a otra. Eso sí, incorporando los comentarios de los revisores (si es que se les puede sacar algún provecho, que no siempre se puede). En dos o tres iteraciones, hoy en día, todo acaba siendo publicado. Hasta el genial William Graham Hoover nos lo confiesa “Today an author can certainly publish if he wishes to do so,” más aún, “I have never failed to publish a rejected paper elsewhere.” Hoover ha cumplido 50 años de dedicación a las ciencias de la computación y nos lo cuenta en “50 Years of Computer Simulation — a Personal View,” ArXiv preprint, 11 Dec 2008 .

Hoover, nacido en 1936, es un gran especialista en dinámica molecular siendo su artículo más citado el famosísimo “Canonical dynamics: Equilibrium phase-space distributions,” Physical Review A 31: 1695-1697, 1985 , citado más de 2500 veces. Sus trabajos sobre Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) son también muy interesantes. El reciente artículo de divulgación William Graham Hoover con su esposa Carol Griswold Hoover, “Computational physics with particles,” American Journal of Physics 76: 481-492, 2008 , te gustará si te gusta la dinámica molecular y los procesos fuera de equilibrio.

Los americanos votan a Obama y le dan la razón al misógino de Summers

En este blog no se puede acusar a nadie de misógino, sin pruebas. Y yo no las tengo. Sólo sé lo que leí en su momento. A algunos de vosotros os ha molestado que llame misógino a Summers, “estrella” entre los asesores económicos de Obama, solamente porque dijera que “el cerebro de las mujeres está peor dotado que el de los hombres para las matemáticas” y que le pidieran “amablemente,” durante un año, que dimitiera de su cargo en Harvard, hasta que dimitió de “muto propio.” Summers siempre afirmó “no lo digo yo, lo dice la ciencia.” Pero hay estudios a favor y hay estudios en contra de dicha afirmación.

Por supuesto, si los americanos han votado a Obama, lo han hecho porque confían en sus decisiones. Si Obama se ha decidido por Summers, por algo será. ¿No será que tenía razón? Habrá que darle la razón “por cojones.” La voz del Pueblo no puede ser contradecida. Así que lo científicos deben “buscarse la vida” para darle la razón y publicarlo en la revista americana “estrella” Science.

Por supuesto, si hay científicos europeos que se pueden aprovechar del “parche,” pues adelante. Y así lo han hecho el británico Stephen Machin y el finlandés Tuomas Pekkarinen, “Global Sex Differences in Test Score Variability,” Science 322: 1331-1332, 28 November 2008 . No seré yo quien afirme que este artículo se ha publicado “cuando tenía que publicarse” (una semana después del anuncio del futuro cargo para Summers), para eso ya tenemos a nuestro estimado lector JL (a quien tanto desagrada el marketing en Science). Por cierto, leed el resumen en inglés “International testing results show greater variance in boys’ scores than in girls’ scores.” Los americanos se curan en salud. No es cosa sólo de los americanos, es algo “International.”

Al grano. Un análisis de los resultados del famoso informe PISA, revela que los niños son mejores (en media) en matemáticas y las niñas son mejores en lectura. También revela que la varianza (dispersión estadística) para los niños es mucho mayor que para las niñas (en ambos tópicos). Hay niños muy muy buenos y hay niños muy muy malos.

Los estudios anteriores centrados en países concretos muestran que a veces los niños son mejores en matemáticas que las niñas y a veces, sobre todo en los países más avanzados en igualdad de género, como los escandinavos, ocurre al contrario, las niñas obtienen una mejor media en los exámenes de matemáticas que los niños. La media de las medias no muestra diferencias claras entre niños y niñas. Por supuesto en altos cargos políticos, científicos, receptores de Premios Nobel, etc., la mayoría son varones. Desde el s. XIX se lleva debatiendo si ello es debido a una diferencia en las capacidades cognitivas de los niños respecto a las niñas.

¿Qué han hecho los autores del estudio? Han analizado los datos del informe PISA (Programme for Inter-national Student Assessment) de 2003 realizado por la OCDE (Organization for Economic Co-operation and Development). Supuestamente, uno de los estudios más extensos y más rigurosos sobre la educación en el mundo, que cubre 15 años y 41 países. Los autores han analizado los resultados en los tests del informe en matemáticas y en lectura. Han buscado diferencias en la media y en la varianza de los resultados.

Recordad que los resultados del informe PISA se normalizaron a una media de 500 y una desviación estándar de 100 para los países de la OCDE, con lo que los resultados de España, recuerdo unos 480 puntos (PS 485), por debajo de 500, no eran estadísticamente significativos (muy inferiores a la desviación estándar considerada). Como bien sabéis, en España el informe PISA es muy usado para “denigrar” al sistema educativo español, obviamente, estadísticamente, sin ningún tipo de fundamento. ¿Por qué será que los españoles siempre vemos malo lo propio y bueno lo ajeno?

Resultados en lectura (reading). En los 41 países, las niñas son mejores que los niños. En 35 de los 41 países la varianza de los resultados de los niños es mucho mayor que la de las niñas.

Resultados en matemáticas (mathematics). En los 41 países, los niños son mejores que las niñas. En 37 de los 41 países la varianza de los resultados de los niños es mucho mayor que la de las niñas. ¡Qué fuerte! ¡Summers tenía razón!

¡OJO! Las estadísticas hay que mirarlas con cuidado y los datos estadísticos hay que mirarlos “con lupa.” No se puede hablar de ellos sin mirarlos. Mirémoslos entonces.

Sobre 100 puntos, ¿cuánta es la diferencia entre la media en lectura de los niñas sobre los niños? 0,30, sí, ¡ojo al dato! cero punto tres sobre cien. ¿Es poco? No, es suficiente (la significancia estadística es de P<0,05), al menos así lo afirman en el estudio. La varianza es 1,15 veces mayor en niños que en niñas (sí, una vez y pico). Por cierto, entre el 5% de los mejores, la varianza de los niños respecto a las niñas es de 0,58 (es menor no mayor). Entre el 5% de los peores, la varianza de los niños respecto a las niñas es de 2,20 (el doble que la media).

¡OJO AL DATO! Sobre 100 puntos, ¿cuánta es la diferencia entre la media en matemáticas de los niños sobre las niñas? 0,10, sí, ¡ojo al dato! cero punto uno sobre cien. ¡¡Gran diferencia!! El dato es “fiable” ya que tiene una significancia estadística de P<0,05. Entre el 20% de los mejores la diferencia es “abismal,” perdón, 0,03, “abismalmente pequeña.” Si quitamos el 5% de los peores, la diferencia es “abismal,” perdón, 0,20, “pequeña.” La varianza en niños es 1,13 veces mayor que en niñas, clara diferencia, claro. Entre el 5% de los mejores, la varianza de los niños respecto a las niñas es de 0,94, ¡¿menor que 1,0!? Entre el 5% de los peores, la varianza de las niñas respecto a las niñas es de 1,70.

En resumen, los autores “demuestran” unas pequeñísimas diferencias en los resultados en los exámenes de matemáticas y lectura entre niños y niñas. Luego deciden poner el foco en las varianzas. Pero las varianzas tampoco es que “luzcan mucho.” Pero bueno, acababan de elegir a Summers y el editor de Science no podía desaprovechar la oportunidad, tiene que hacer marketing. A bombo y platillo. Los niños son “ligerísimamente” mejores que las niñas en matemáticas. A bombo y platillo. Pero hay niños muy muy buenos y hay niños muy muy malos.

Para los amantes de las figuras os extraigo las dos que comparan el cociente (la razón) entre los resultados en media de niños y niñas en matemáticas (mathematics). En recuadro rojo los datos de España.

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PS: Para los interesados en el Informe PISA de 2006, donde España obtuvo 488 puntos, lo tenéis aquí. Recordad que “se presentan las medias obtenidas por los alumnos de los distintos países expresadas en una escala continua en la que se hace equivaler a 500 puntos el promedio de las puntuaciones medias de los países de la OCDE y en la
que la desviación típica es 100 puntos (lo cual significa que, aproximadamente, las dos terceras partes de los alumnos participantes en PISA obtienen una puntuación entre 400 y 600 puntos).”

Los zoológicos deprimen a los elefantes y los matan más jóvenes que en libertad

dibujo20081211elefantesentadoborrachoAlgunas noticias da pena contarlas. Un estudio de unos 4500 elefantes, salvajes y en cautividad en zoológicos europeos, demuestra que los que viven en libertad viven el doble de tiempo, sí el doble de tiempo, que los mantenidos en cautividad (en zoos europeos, los únicos considerados por el estudio). Lo reportan Ros Clubb, Marcus Rowcliffe, Phyllis Lee, Khyne U. Mar, Cynthia Moss, Georgia J. Mason, “Compromised Survivorship in Zoo Elephants,” Science 322: 1649, 12 December 2008 . La diferencia es más acentudada en los elefantes asiáticos que en los africanos y entre los nacidos en zoos y los importados desde su hábitat.

¿Por qué se mueren jóvenes en los zoológicos? ¿Quizás no los cuidan bien? Quizás, los cuidan demasiado bien. Aunque el estudio no presenta unas conclusiones claras, afirman que los factores más importantes son la vida sedentaria en el zoo y la obesidad. El estrés también es un posible factor de riesgo para los elefantes nacidos en zoos, ya que los elefantes suelen ser separados de sus familias (pasan de un zoo a otro).

Datos, para los amantes de los datos. Han estudiado 786 “elefantas” en zoológicos, tanto nacidas salvajes como nacidas en zoos, 1089 elefantes africanos hembras en un parque nacional de Kenia, y 2905 elefantes asiáticos hembras que son utilizados como animal de carga en la empresa india Myanma Timber Enterprise (M.T.E.).

La vida media de los elefantes africanos es de 16.9 años para las hembras en zoos y de 56.0 años para las hembras de la reserva natural keniata (si tenemos en cuenta las “asesinadas” (cazadas) la vida se reduce a 35.9 años). El riesgo de mortalidad en 2005 para elefantes africanos en zoos es de 2.8 veces superior al observado en la reserva keniata (para las hembras que han muerto de forma natural). La vida media de los elefantes asiáticos es de 18.9 años para las hembras en zoos y de 41.7 años para las que trabajan en M.T.E.

Nunca me han gustado los zoos. Siempre me dan pena.

Estos datos, “cuando menos,” son datos para ponerse a pensar.

PS: Noticia de El Mundo comentada en Menéame.

“Burrocracia” científica por doquier y más en época de crisis financiera

dibujo20081211burrocracia1A nadie le gusta prestar dinero sabiendo que es a fondo perdido. Por eso la financiación pública de proyectos de investigación sufre mucho en épocas de crisis, como la actual. No sólo en España se recortan programas “estrella” como los Proyectos Consolider (que desaparecerán el año próximo) sino que la crisis también se nota en Europa e incluso en EEUU. Todos nos quejábamos de que en Europa el “papeleo” a la hora de solicitar financiación era mucho más arduo que en EEUU. Sin embargo, en los últimos años, allí también ha crecido mucho la “burrocracia,” como nos cuenta el editorial de Alan I. Leshner, “Reduce Administrative Burden,” Science 322: 1609, 12 December 2008 .

El estudio de 2007 de la U.S. Federal Demonstration Partnership ha encontrado que el 84% de los investigadores piensa que los proyectos federales tienen ahora mucho más papeleo que hace unos años. De hecho, los investigadores principales (IP) confiesan que ahora gastan el 42% de su tiempo en labores administrativas, como el envío demasiado frecuente de informes de progreso (los llamados entregables o deliverables en Europa), las revisiones y el cumplimiento de los protocolos de seguimiento de sus propias universidades, así como una complejidad adicional en la gestión de los “dineros.”

Increíble pero cierto, en época de vacas flacas, ya no podemos quejarnos, todos al mismo percal.

dibujo20081211lhcEsperemos que la crisis no afecte a la reparación del LHC del CERN. Resulta que el fallo se ha producido por un error en el diseño, según un informe (de sólo 4 páginas) publicado la semana pasada. Adrian Cho, cómo no, nos lo cuenta en “Sotto Voce, LHC Repair Plan Points to Weaknesses in Original Design,” Science 322: 1620-1621, 12 December 2008 . No será fácil reparar la “maquinita” que ha costado varios miles de millones de euros. Según parece será muy difícil asegurar que el fallo observado no se vuelva a producir una vez se “reencienda” la máquina en julio del año que viene. Según Thomas Roser, físico especialista en aceleradores del Brookhaven National Laboratory, en Upton, New York, se trata de un fallo en el diseño original. Según Lyn Evans, líder del proyecto del LHC del CERN, “no podemos permitir que vuelva a ocurrir (el fallo). Hay que entender que es un máquina con la tecnología más avanzada posible. El Consejo del CERN tiene que entender que es una máquina muy compleja y que los fallos nunca se pueden evitar al 100%. ” Por supuesto, el problema es ¿qué dirán los países que han financiado la “maquinita” este año de recesión si en julio vuelve a fallar?

Yo confío en la grandes mentes pensantes del CERN (algunas de las mejores mentes del mundo, sin lugar a dudas). Quizás soy muy confiado. Pero confío en que resolverán el problema de diseño y, al menos este fallo, no se volverá a repetir.

Increíble pero cierto, no sólo Windows se cuelga, también la máquina más avanzada del planeta, esperemos que el “apaga y enciende” también funcione en su caso.

dibujo20081211moneyPredecir algo complicado es muy complicado. El mejor ejemplo es nuestra crisis financiera. Ahora afirman a “grito partido” que los mercados están locos, que las teorías económicas sobre un comportamiento racional de los mercados están completamente equivocadas. Bueno, pero los mercados están controlados por personas y todo el mundo sabe que las personas estamos un poco locas. El sistema financiero controlado por personas, qué mundo de locos. Nos lo cuenta Chelsea Wald, “Crazy Money. Humans aren’t rational, as the recent economic crisis shows. So why should financial theories assume that they are?,” Science 322: 1624-1626, 12 December 2008 .

Hasta “Dios,” ahora el “Diablo,” Alan Greenspan (ex de la Reserva Federal de EEUU) lo ha confesado “hay un error en nuestros modelos…” (no se dio cuenta en su momento, aunque ahora afirma) “del que yo me dí cuenta” (¿pero no se lo quiso decir a nadie, hasta ahora?). Los planes de Henry Paulson (Secretario del Tesoro de EEUU) no están funcionando. ¿Qué es lo que pasa? ¿Por qué los mayores expertos del mundo no tienen ni idea? Andrew Lo, economista del MIT, afirma “uno de los factores más importantes en la crisis actual es el factor humano y no sabemos predecir el comportamiento humano.” La teoría clásica de las finanzas no tiene en cuenta la psicología humana, por ello, simplemente, “no funciona para entender esta crisis.” Todos sabemos que los individuos pueden estar locos, pero pensamos que las masas son racionales. La psicohistoria de La Fundación de Asimov. Lo que estamos observando es que las masas también pueden estar locas. No sólo El Mulo es irracional.

Increíble, pero cierto, la realidad de los mercados es tan compleja que siempre habrá crisis que los modelos no podrán predecir, siempre habrá quienes metan la pata (al menos eso indican los nuevos modelos que se están desarrollando ahora a marchas forzadas). Ahora le ha tocado el turno al “Santo”  Trichet.

Increíble, pero cierto, Trichet amenazando que no bajará más los tipos en enero si el euríbor no acompaña a la última y drástica bajada (Í. DE BARRÓN, “Trichet amenaza con mantener los tipos si la banca no baja el Euríbor. El BCE critica que el interés hipotecario esté 1,11 puntos por encima del oficial,” El País, 10/12/2008 ). Trichet perdiendo los papeles. Me parece que va a durar poco. Muchísimos errores este año, quizás basados en predicciones de modelos clásicos, y ahora perdiendo los papeles. Increíble, pero cierto. Si sustituyen a Bernanke por Summers. Dos metepatas en los dos mecanismos reguladores de la actividad financiera mundial más importantes. ¡Qué año nos espera!

Supercontinuo: luz láser blanca

El láser ha revolucionado los últimos 50 años de tecnología. Es un tipo de luz de color muy puro (su espectro en frecuencia es muy delgado) y permite concentrar mucha energía en un solo color. Si queremos luz aparentemente blanca necesitamos tres fuentes láser, de colores rojo, verde y azul, siendo este último color el más caro tecnológicamente. El resultado parece blanco, pero en realidad es la suma de tres espectros de frecuencia delgados colocados alrededor de tres frecuencias (colores) dados. Por contra, la luz blanca del Sol es un espectro prácticamente plano para todas las frecuencias (colores) visibles. ¿Se puede construir un láser que genere luz blanca “solar”? Sí, gracias a un fenómeno no lineal llamado supercontinuo, descubierto a finales de los 1960 por Alfano y Shapiro.

Hay una relación muy sencilla entre la duración de un pulso en tiempo y el ancho de su espectro de frecuencias (colores puros del arco iris que lo forman). Un pulso corto tiene un espectro ancho. Un espectro delgado correponsde a un pulso largo. El espectro más delgado posible, un frecuencia pura, correponde a una onda plana distribuida por todo el espacio. La luz de un láser corresponde a un espectro bastante delgado, siendo luz coherente, produciendo un haz bien colimado. En un medio no lineal ciertos pulsos de corta duración (solitones) se vuelven inestables (inestabilidad de modulación) y evolucionan descomponiéndose (fisión de solitones) en pulsos aún más cortos, es decir, incrementando la anchura de su espectro, ensanchando su número de colores. Cuando el espectro es suficientemente ancho tenemos luz blanca. El fenómeno de fisión ha de parar y lo hace gracias a un efecto de Raman (Raman-induced self-frequency shift). Si el pulso original era coherente y de alta energía, tendremos luz blanca coherente de alta energía. La fuente ideal de luz blanca en muchas aplicaciones prácticas.

dibujo20081211supercontinuoLa óptica no lineal reserva muchas sorpresas. Entre ellas que el supercontinuo se puede autogenerar incluso a partir de ruido, espontáneamente gracias a la inestabilidad de modulación, aunque en este caso se genera luz blanca incoherente (por contra a la luz láser blanca, que es coherente). ¿Podría controlarse este proceso espontáneo de alguna manera para que produjera luz coherente? Sorprendentemente sí, utilizando un pulso láser “semilla”, que “deriva” el supercontinuo incoherente generado espontáneamente a partir de ruido hacia un supercontinuo coherente. La gran ventaja de la coherencia, como en el caso láser, es qeu se se consigue mayor potencia (hasta 30 dB más en este caso). El trabajo es D. R. Solli, C. Ropers, B. Jalali, “Active Control of RogueWaves for Stimulated Supercontinuum Generation,” Physical Review Letters 101: 233902, 5 December 2008 .

El fenómeno mostrado en este artículo es similar al que controla un transistor semiconductor (salvando las distancias). Una señal (de potencia) pequeña controla una señal de mayor potencia (la generación espontánea del supercontinuo a partir del ruido). Ahora mismo la generación de luz láser blanca mediante supercontinuo es muy cara (requiere láseres potentes, más caros de los habituales, y un medio fuertemente no lineal adecuado, normalmente fibra óptica no lineal, que es más cara que la convencional). Quizás avances en la línea de este artículo podrán abaratar los costes y permitirnos utilizar de forma práctica estas fuentes de luz blanca “casi mágicas.” Si es así, asistiremos a toda una revolución en fotónica.