28 marzo 2016

Carta a un político (II)


Carta de Mauricio José Schwarz dirigida a los políticos sobre lo que representa la ciencia y lo importante que es para que lo tengan en cuenta la próxima vez que tengan que tomar una decisión sobre esta.

Esta carta fue publicada en 2010, pero parece q las cosas no son muy diferentes en 2016

Estimado político,

Me dirijo a usted en su calidad de persona que toma decisiones de gobierno para su país y para sus habitantes.

A efectos de esta carta, da igual si ganó unas elecciones democráticas u obtuvo su puesto mediante alguna irregularidad electoral, por herencia, golpe de estado o cualquier otro procedimiento. También da igual si es o dice ser de derecha o de izquierda, o si alimenta la fantasía del "centro" ideológico; si es hombre o mujer, heterosexual, homosexual, bisexual, polisexual o asexuado. Resulta irrelevante también si actúa buscando beneficiar a sus conciudadanos o simplemente pretende su beneficio personal. Y no tiene ninguna importancia si usted es honrado o pillastre, o si trabaja de presidente, primer ministro, presidente de gobierno, caudillo, premier, diputado, senador, gobernador, presidente de provincia o comunidad autónoma, asambleísta, congresista, presidente municipal, edil, concejal, o en cualquier otra posición de responsabilidad en la toma de decisiones.

Sólo quiero que mire bien lo que hay a su alrededor, que a veces lo obvio se nos pasa de noche, y lo evalúe cuando deba tomar decisiones en el futuro, sobre todo si implican ciertas palabras extrañas, desusadas o en apariencia poco relevantes en la vida diaria. Que valore que aunque las palabras suenen ajenas, los conceptos que transmiten no lo son.

Piense usted en lo que ocurre en la mañana, cuando se levanta. Seguramente tiene usted un lecho limpio y razonablemente cómodo, sea modesto u opulento. La gran mayoría de los dirigentes a lo largo de toda la historia de la humanidad han dormido en condiciones mucho menos deseables que las suyas, acompañados de chinches, pulgas y piojos, ya en el catre de Alejandro Magno, en las mullidas camas de plumón de ganso de Enrique VIII o en el lecho presidencial de Abraham Lincoln.

Como hemos descubierto que estos parásitos no sólo son repugnantes y nos causan picores, sino que transmiten graves enfermedades, los hemos expulsado de nuestros dormitorios. La pulga fue responsable de la peste negra que acabó con entre 1/3 y 1/2 de la población europea en el siglo XIV. Los piojos transmiten enfermedades microbianas y nos pueden inocular desagradables gusanos parásitos. Las chinches provocan poco estéticas erupciones de la piel y graves infecciones.

Por eso se limpia su casa, se airea la ropa de cama y se lava con jabones y detergentes que alejan a los parásitos. Por eso usted se baña, quizás diariamente. Y por eso está libre de muchas enfermedades... y de picores incómodos.

Todo esto lo descubrieron los científicos, haciendo una cosa que se llama ciencia en variedades tan raras como la entomología,la epidemiología, la microbiología y otras palabras así.

Usted se asea, se viste y desayuna. Quizás no sabe que las máquinas que han tejido la tela de su ropa están estrechamente relacionadas con la informática: los sistemas automatizados que se empezaron a usar para obtener tejidos complejos son ancestros de los que se utilizan para programar su teléfono móvil o celular, su ordenador o computadora, y el ordenador o computadora que se usa para controlar sus vuelos en avión y garantizarle todos y cada uno de los despegues, recorridos y aterrizajes de los que ha disfrutado en su vida.

Todos estos dispositivos están construidos sobre principios científicos de nombres como cibernética, robótica, microelectrónica, mecánica de fluidos, aerodinámica, etc. Cuando esos principios se ponen en práctica mediante la ingeniería, hablamos de tecnología. Sin ciencia no hay tecnología... ni sus beneficios.

Lo que usted desayuna no es menos importante. Usted confía razonablemente que sus alimentos no transmiten enfermedades y no tienen sustancias nocivas, además de que puede ver que son económicamente accesibles debido a que existe la agricultura tecnológica y disciplinas como la botánica y la zoología, gracias a que sabemos algo sobre la composición química y el funcionamiento de los seres vivos, su desarrollo, sus relaciones (ecológicas, imagínese) con otros seres vivos, su fisiología y su genética y demás. Y utilizamos eso para producir, transportar y comercializar los productos, y también para analizarlos y certificar que son aptos para el consumo humano. Cuando usted se come un plato de huevos con tocino (o bacon, o panceta) y un vaso de leche, tiene una seguridad razonable de que no se está alimentando con un mortal cóctel de salmonela y triquina aligerado con un vaso de fiebre aftosa.

Todo eso es ciencia, pero con palabras cotidianas: cama, camisa, huevos con tocino, leche, avión, viaje. La ciencia es un sistema probado para obtener conocimientos fiables, un sistema al alcance de todos. Bástele saber eso: funciona, es fiable, no es secreta, conviene.

Seguramente ha tenido problemas de salud, pero sabe que usted y los suyos tienen probabilidades de vivir hasta bien pasados los 70 años. Esto le puede parecer natural, pero no lo era en el pasado. En el siglo XVIII, que no es precisamente la prehistoria, la expectativa de vida era de 35 años. Y no porque todos murieran a los 35, claro, sino por la gran mortalidad infantil, tanta que si usted no es demasiado joven recordará cuando se decía que alguien había tenido tantos hijos y "le habían vivido" tantos. Y luego vivir más de 50 años era igualmente poco frecuente. A los 70 llegaban muy, muy pocos.

Esto se debe a que hoy existen conceptos y productos que no había en el siglo XVIII: asepsia, vacunas, antibióticos, anestésicos, analgésicos, conocimientos de nutrición, etc. Todas esas cosas logradas mediante investigaciones científicas, corroboradas y perfeccionadas continuamente.

Seguramente le han dicho que ciertas "medicinas" antiguas curan ciertas afecciones. No deja de ser raro que no las curaran antes, y que fuera necesario que se desarrollara la medicina basada en evidencias, ésa que llamamos "medicina científica", para curarlas. La viruela era tan común en China como en la India y en Europa, por más yerbas y agujas que usaran, hasta que la medicina científica enfrentó el problema. Hoy no tenemos miedo a la viruela, la erradicamos en 1977 gracias a la ciencia, a cosas como la virología, la inmunología, la bioquímica y otras disciplinas de nombres raros.

Pero tampoco curaban -ni curan- las enfermedades que la medicina científica aún no sabe curar. Por ello, como sociedad --y como individuos-- es más inteligente apostar por la muy joven y muy exitosa medicina científica, que avanza todos los días y que puede demostrar sus logros durante los últimos 150 años, para llegar a curar esas enfermedades que hoy aún son un azote, y no por quienes no han conseguido ningún logro relevante durante siglos o milenios.

De hecho, si usted sufre en el gobierno problemas como "el envejecimiento de la población", es porque los seres humanos de la era científica viven más años y con mejor calidad que los de tiempos y lugares no científicos. Y eso lo goza usted, probablemente con de válvulas cardiacas nuevas, insulina para la diabetes, alguna cadera nueva, un antihipertensivo que le alarga la vida a su corazón y quizá hasta una coqueta liposucción.

Todo eso es ciencia.

Le daré un solo ejemplo más para no agobiarlo con detalles abigarrados: Todo.

Todo lo que usted tiene, vive y disfruta, es resultado de la ciencia. Las edificaciones de su vivienda, oficinas y demás no se caen porque han sido construidos sabiendo científicamente la resistencia y capacidad de los materiales de construcción que vemos funcionar bien día a día, todos los días. Su automóvil. La gasolina que lo mueve. Sus teléfonos. Sus gafas (hijas de los estudios de óptica de Newton). La celdilla fotoeléctrica que impide que el ascensor o elevador se le cierre en las narices (gracias a un principio descubierto por Einstein). El ascensor. La luz del ascensor. Radio y televisión. Bolígrafos e instrumentos de acero. Papel y gomina para el pelo. Latas de anchoas y el láser de su lector de DVD o el que se usó para alinear el túnel del metro (ese láser que decían que no servía para nada). Su reloj y su GPS. La cinta adhesiva y los caramelos para el aliento. La cámara de fotos o de vídeo con que inmortaliza a su familia. Todo, todo es resultado de la ciencia y nada de la pseudociencia, la superstición o la falta de recursos para avanzar. Todo se ha logrado gracias a que algunos seres humanos especialmente curiosos se dedican a averiguar cómo funcionan las cosas, qué leyes las rigen y cómo podemos usarlas y mejorarlas en nuestro beneficio. En el de usted, principalmente.

Porque, verá usted, hay un problema.

Algunas veces parece que los logros y conocimientos de la ciencia son tan abrumadores que ya lo sabemos todo. (Paradójicamente, hay vendedores de miedo al conocimiento y de cierta visión pastoril y ñoña de un pasado que nunca existió, que dicen que la ciencia no sabe nada.)

Pues no, no lo sabemos todo. Ni mucho menos. Sabemos muchas, muchísimas cosas, más cada día... pero son muy poco comparadas con todo lo que nos queda por saber. La ciencia tiene esa peculiar característica: cuando responde una pregunta provoca muchas otras. Como si al conseguir abrir una puerta entráramos a una habitación donde hay otras veinte o más puertas que hay que abrir, con distintas cerraduras, cada una más compleja que la otra.

Para vivir mejor, para que sus conciudadanos vivan mejor, qué caramba, para que usted y sus hijos y sus nietos vivan mejor, más tiempo, con menos incomodidad, más felices y tranquilos, la ciencia debe seguir desarrollándose, aprendiendo, planteándose preguntas difíciles. Esto necesita no sólo investigación, sino recursos y voluntad para formar científicos, para que más jóvenes estudien carreras científicas en mejores condiciones, con mejores profesores y laboratorios, para que los medios informen de modo correcto sobre qué es la ciencia, y para que florezcan disciplinas con nombres que nos pueden sonar raros pero que significan camas, ropa, jabón, teléfonos, caderas, desayunos y películas 3D en DVD.

Entiendo que es muy seductora la idea de complacer a sus electores otorgando financiamiento público a prácticas supuestamente curativas (digamos, por decir, la homeopatía o la acupuntura) que nadie ha demostrado que funcionen y que además contravienen cuanto sabemos (cosas que funcionan y se llaman química, fisiología, física y así). La gente las quiere, y usted sabe que si uno les da lo que quieren, votan por uno, lo cual no está del todo mal. Igualmente es seductor prohibir cosas que unos señores muy escandalosos aseguran que son dañinas y peligrosas (digamos, por decir, los teléfonos móviles o las vacunas) para que voten por nosotros o al menos nos aplaudan mucho y dejen de estar molestando, lo que siempre es agradable. Pero esa seducción tiene su precio.

Los escasos recursos del estado (y no importa si su país es pequeño y pobre o grande y económicamente poderoso, los recursos del estado siempre son escasos) que se desvíen de la ciencia hacia otras actividades más cercanas a la magia acaban redundando en perjuicio de todos, especialmente de usted mismo y de su cómoda supervivencia futura. No apoyar a Jonas Salk en 1955 durante la epidemia de poliomielitis de Estados Unidos, por ejemplo, podría haber significado que sus hijos (los de usted, no los de Salk) hubieran sufrido la enfermedad. O usted mismo. Y entonces la cama, el desayuno, el vuelo y el trabajo de toma de decisiones de gobierno sería bastante menos amable. Sin piernas, imagínese. O conectado de por vida a un respirador. O muerto, que no es una buena situación para disfrutar de la vida como es debido.

La ciencia es fundamental y promover su desarrollo, su conocimiento, su presencia y su reconocimiento, es tema de la más elemental justicia. No debe dejarse sólo en manos de la libre empresa (que usted, sea de izquierda o de derecha, me da igual, sabe que no es muy de fiar), sino que debe ser parte de cualquier política de gobierno a cualquier nivel. Lo contrario, desproteger a la ciencia o, peor aún, promover la anticiencia, la charlatanería, la brujería, el esoterismo y la superstición, es una injusticia para toda la sociedad y, sobre todo, para usted.

Y no me refiero sólo a la justicia básica que implica el que su pueblo (pobre o rico) reciba información real y no engaños. Ni a la justicia que implica el no premiar a embusteros sino a la gente que en realidad trabaja. Se trata de la justicia de no privarlos a usted y los suyos de lo que puede ofrecer la ciencia: triunfos aún mayores contra el cáncer (que ya mata muchas menos personas que en el pasado), contra la diabetes, contra el Alzheimer, contra la caries... viajes turísticos al espacio, mejores consolas de juegos, televisión en tres dimensiones. Todo lo que nos da el conocimiento ante la ausencia de aportaciones (salvo endulzarnos la oreja) que ofrece la superstición.

Hágase justicia, pues, señor político. La ciencia es fundamental y hacerla crecer entre toda la sociedad es benéfico, redituable y de gran importancia para tener una existencia mejor. Sí, para todos nosotros, para sus electores, súbditos, ciudadanos, vasallos o compatriotas, sí. Pero sobre todo para usted.

La próxima vez que tenga que tomar decisiones sobre ciencia, piense en su lecho, su ropa, sus vuelos, su teléfono, su ascensor, sus gafas, sus hijos vivos y sanos. Nada más.

Atentamente,
Mauricio-José Schwarz

20 marzo 2016

Móvil perpetuo

"No existe un objeto o sistema que permanezca indefinidamente en movimiento sin un aporte energético exterior"

En Física, un "móvil" es un objeto en movimiento,  no un teléfono celular.
La Humanidad ha perdido mucho tiempo en pensar/diseñar alguna máquina capaz de moverse siempre sin gastqr energía. Se cree que hasta Leonardo da Vinci lo intentó.
 Los móviles perpetuos son dispositivos hipotéticos que, de existir,  producirían más trabajo útil o energía que la que consumen. La idea es que estas máquinas imaginarias, podrían funcionar a perpetuidad, después de suministrarles un impulso inicial, y no necesitarían consumir energía de ninguna fuente externa. Es más, podrían entregarla. Sin embargo, hay leyes de la Física que lo prohíben.
 Pato de Jottabich

Termodinámica
El movimiento perpetuo en un sistema cerrado violaría la Primera Ley de la Termodinámica en algunos casos y la Primera y la Segunda Ley de Termodinámica, en otros casos.

La Primera Ley de la Termodinámica trata sobre la conservación de la energía: 
"La cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía".

La Segunda Ley de la Termodinámica tiene varios enunciados para expresar lo mismo.

Un enunciado de la Segunda Ley trata sobre el rendimiento de las máquinas:
 "No puede existir una máquina térmica que funcionando entre dos fuentes térmicas dadas tenga mayor rendimiento que una de Carnot que funcione entre esas mismas fuentes térmicas".
Otro enunciado es que la entropía (forma de medir el desorden de un sistema) tiende a aumentar
"En un sistema aislado, ningún proceso puede ocurrir si a él se asocia una disminución de la entropía total del sistema".
Otra declaración de la Segunda Ley manifiesta que el calor fluye espontáneamente desde los cuerpos a mayor temperatura a los de menor temperatura: 
"Es imposible un proceso cuyo único resultado sea la transferencia de energía en forma de calor de un cuerpo de menor temperatura a otro de mayor temperatura".

Es decir:

  •     En cualquier sistema cerrado, no se puede crear más energía.
  •     Una parte de la energía deja de estar disponible para su uso.
  •     Una máquina no puede producir más energía de la que consume, o a lo sumo, la suficiente como para mantenerse funcionando (idealmente).
Los móviles perpetuos pueden ser clasificados clasificar en tres grupos:

1. Móviles  de movimiento perpetuo de primera especie son las  producen de trabajo sin aporte de  energía. Por lo tanto, violan la primera ley de la termodinámica o  ley de conservación de la energía.
2. Móviles de movimiento perpetuo de segunda especie son las que convierten espontáneamente energía térmica en trabajo mecánico. Esta conversión del calor en trabajo útil, sin ningún efecto secundario, es imposible, según la segunda ley de la termodinámica. 


3. Máquinas de movimiento perpetuo de tercera especie son aquellas que eliminan por completo la fricción y otras fuerzas disipativas, para mantener el movimiento para siempre. Si bien es imposible construir una máquina sin fricción, aún consiguiéndolo, dicha máquina no serviría como una fuente de energía eterna, ya que se detendría a medida que se la extraemos.
 Existen tendencias pseudocientíficas que afirman que ahn creado móviles de este tipo. Incluso presentan vídeos de su funcionamiento, pero ninguno, que se sepa, ha permitido un análisis del dispositivo. Por tanto, se trata de fraudes científicos.
Han construido máquinas que, aparentemente cumplen las leyes de la termodínamica y son móviles perpetuos... pero sólo temporalmente. Tras un período más o menos largo, acaban deteniéndose.
Ejemplo de pseudo móvil perpetuo: El pato de Jottabich

Ismael



06 marzo 2016

340 días fuera de casa y volando.


Aunque el viaje espacial más largo de un ser humano duró 438 días (Valeri Polyakov en la vieja estación rusa Mir entre 1994 y 1995), el viaje del estadounidense Scott Kelly ha arrojado interesantes estadísticas.

 Scott Kelly
 
Se trata de la cuarta misión espacial de Kelly, quien, en total, ha permanecido en el espacio durante 540 días.

 Algunos datos de la Estación Espacial Internacional (ISS):

La ISS está en construcción desde 1998 y en el presente es el objeto artificial más grande en órbita terrestre. Completa una vuelta aproximadamente cada 92 minutos y se encuentra a unos 400 km de altura aproximadamente de la superficie de la Tierra. La altura puede variar debido a la fricción atmosférica y a las repetidas propulsiones. La inclinación con repecto al eje de giro de la Tierra es de 51,6°.

 La ISS a 400 km sobre la Tierra

La estación ha alcanzado dimensiones aproximadas de unos 110 m × 100 m × 30 m, con una gran superficie habitable. Según los planes, debería mantenerse en operaciones por lo menos hasta el año 2024


Durante los 340 días en la Estación Espacial Internacional, Scott Kelly:
  • Ha vivido 10.944 amaneceres y puestas de sol (días en al ISS). Obviamente, no vió todos.
  • Ha dado 5440 vueltas a la Tierra.
  • Ha recorrido 231.449.058.725 kilómetros.
  • Ha corrido, con sus piernas, 1.042 kilómetros: Sujeto con cuerdas, que simulan la gravedad terrestre. El ejercicio físico es necesario para evitar el deterioro de los músculos y huesos en situaciones de gravedad cero. No sirve levantar pesas (las pesas no pesan, al no haber gravedad). Realizan ejercicios aplicando fuerza para vencer la resistencia de muelles.
  • Ha hecho ginmasia durante unas 700 horas.

     Imágenes tomadas por Kelly  (de nytimes.com)
     
  • Ha realizado unos 400 experimentos sobre Biología, Física y Salud. El comportamiento de todo es muy diferente en estado de ingravidez. Kelly ha estado sometido a un estudio de pérdida de peso, comparado con su hermano gemelo, astronauta retirado (¿tratarán de estudiar la “paradoja de los gemelos” predicha por Einstein?). Como curiosidad: el corazón, en estado de ingravidez, cambia de forma y es esférico.
  • Ha crecido 5 centímetros. Cada uno de los 24 discos intervertebrales se expande cuando deja de haber gravedad: La estatura de los viajeros espaciales aumenta como cuando eran niños y los discos eran totalmente elásticos. Tras un cierto tiempo en la Tierra, sus discos intervertebrales serán aplastados de nuevo y volverá a su altura habitual.
  • Ha bebido 731 litros de orina reciclada. El transporte, desde la tierra, de esa cantidad de agua (731 kilogramos) representa un enorme gasto de espacio y de energía. La orina es reciclada y produce un agua perfectamente sano para la bebida.

04 marzo 2016

Número ludolphino

      Ludolph van Ceulen (1540-1610) fue un matemático alemán.

     Hijo de padres humildes, sólo terminó una formación elemental. Emigró a Holanda por motivos religiosos, donde fue profesor de esgrima y matemáticas. Enseñó en Delft y Leiden. En el año 1600 fue nombrado profesor de matemáticas e ingeniería de la Universidad de Leiden, donde permaneció hasta su muerte.

     Es conocido principalmente por haber calculado el valor de pi con una aproximación de 35 cifras decimales utilizando el método de los perímetros mediante un polígono regular de 2^62 lados. (4.611.686.000.000.000.000 lados) De hecho, este número fue conocido en el continente durante mucho tiempo como número ludolphino. Pasó gran parte de su vida en esta labor y su tumba lo refleja en el hecho de tener grabadas las 35 cifras: 3,14159265358979323846264338327950288.

     Como homenaje, el número π fue conocido con el nombre de "número ludolfino". En 1706 el matemático inglés William Jones propuso el nombre de π. Parece ser que eligió ́ esta letra griega por ser el equivalente de nuestra 'p' de perímetro. Pero fue en 1748 cuando el suizo Leonhard Euler fijó el empleo de este término en su obra ”Introducción al cálculo infinitesimal”. A finales del siglo XIX el matemático inglés William Shanks calculó a mano, tardando 20 años, 707 decimales de pi. En 1945 se detectó ́ un error en su desarrollo y sólo las 527 primeras cifras eran correctas. Los informáticos Yasumasa Kanada y Daisuke Takahashi consiguieron superar los 6000 millones de decimales. Dos años más tarde consiguieron los 51000 millones.

 Representación artística de π
 
     La historia de π está llena de anécdotas y hechos curiosos. Podemos hacer un mínimo resumen de ella, y empezar diciendo que π era conocido desde la más remota antigüedad en su definición, "la razón o proporción entre la longitud de una circunferencia y su diámetro"; pero una cosa es definirlo y otra muy distinta es calcularlo. Diferentes civilizaciones han dado distintas aproximaciones del número π, algunas más alejadas de su valor real, otras más ajustadas, más exactas. En la Biblia, en el Libro de los Reyes, se dan una serie de instrucciones para construir un caldero, y en esas instrucciones se asume implícitamente que π es igual a 3. Los egipcios dieron un valor a π de 3'1666... y los griegos un valor de 3'125. Los chinos se aproximaron mucho, dando un valor a π de 355/113. Si hacemos la división veremos que coincide con π en las seis primeras cifras decimales

Aquí puedes descargar un archivo pdf con 1000 páginas, conteniendo 10 millones de decimales de π