La Singularidad Desnuda

Un universo impredecible de pensamientos y cavilaciones sobre ciencia, tecnología y otros conundros

Archivos de la categoría ‘Personajes’

Adios a Benoît Mandelbrot

Publicado por Carlos en octubre 16, 2010

 

Benoît Mandelbrot (1924 - 2010)

 

Vía Twitter se está propagando el rumor -no confirmado oficialmente hasta el momento (12:51, unas 4h después de haber leído el primer tweet al respecto)- de que Benoît Mandelbrot, padre de la geometría fractal y estudioso del objeto matemático que lleva su nombre, ha muerto ayer día 15 de octubre a los 85 años (hubiera cumplido 86 el próximo 20 de noviembre). La fuente del rumor es la página web de Nassim Taleb, persona cercana a Mandelbrot, y de este ya se ha hecho eco la revista Edge.

Es prematuro hacer un panegírico de la figura de Mandelbrot en tanto no se confirme la noticia. En cualquier caso, vaya de momento un vídeo en recuerdo/honor suyo. Se trata de una zambullida en el conjunto de Mandelbrot con una magnificación de 95 órdenes de magnitud.

Actualización (15:22): Sin noticias oficiales aún, pero la noticia corre como la pólvora en Twitter. Aprovecho para dejar ahora un vídeo con una de las últimas charlas de Mandelbrot sobre fractales. Está en inglés pero dispone de subtítulos en español.

Actualización (17:25): El New York Times publica la noticia citando a la mujer de Mandelbrot como fuente, por lo que se confirma el deceso. D.E.P. Dejo aquí un vídeo de una entrevista que le hizo Punset.

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Happy Birthday, Mr. Darwin!

Publicado por Carlos en febrero 12, 2009

Como hablábamos hace algunos días, este año 2009 es el “Año de Darwin”, y precisamente hoy es el día del 200º aniversario del nacimiento de Charles Darwin. En un gran ejemplo de sincronía cósmica, desde ayer día 11 hasta mañana día 13 se está desarrollando en Málaga el congreso español de metaheurísticas, algoritmos evolutivos y bioinspirados. No podíamos dejar de aprovechar esta coincidencia para celebrar el acontecimiento, como se aprecia en el vídeo inferior (con JJ de cameraman):

Las celebraciones de esta efemérides han sido múltiples, y sin ir más lejos, Google se ha vestido hoy de Darwin (de los pinzones de las Galápagos concretamente).

google darwin

Por cierto, y hablando de Darwin en particular y de libros en general, recomiendo una visita por La Biblioteca de Alejandría, blog de mi compañero Paco Fernández, que en su último apunte nos habla de “los autobuses de Darwin“.

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Lecciones de Richard Feynman sobre mecánica cuántica

Publicado por Carlos en diciembre 30, 2008

Richard P. FeynmanCreo que puedo afirmar con seguridad que nadie entiende la mecánica cuántica
Richard P. Feynman (1918-1988), físico estadounidense

Hace cosa de año y medio me hacía eco de la disponibilidad en Google Video de 46 vídeos de Richard Feynman correspondientes a 4 lecciones que impartió en la Universidad de Auckland, Nueva Zelanda, en 1979 dentro del Memorial Douglas Robb. Lamentablemente dichos vídeos desaparecieron de Google al poco tiempo. Sin embargo, acabo de comprobar que una nueva versión de estas lecciones ha vuelto a aparecer hace apenas 3 meses. Se trata en este caso de cuatro únicos vídeos de una duración de entre 1h 18m y 1h 40m en los que el incomparable Feynman diserta sobre mecánica cuántica.

Los vídeos son los siguientes:

  1. Photons – Corpuscles of Light (1h 17m 57s)
  2. Fits of Reflection and Transmission – Quantum Behaviour (1h 38m 50s)
  3. Electrons and their Interactions (1h 40m 20s)
  4. New Queries (1h 33m 22s)

Quizás Feynman jugaba a provocador con la frase mencionada anteriormente, pero como también él mismo dijo, es precisamente de las cosas sobre las que nadie sabe nada de las que se puede conversar.

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Objetos hipercompactos: Chandrasekhar destapa la caja de Pandora

Publicado por Carlos en agosto 20, 2008

Subrahmanyan Chandrasekhar

Subrahmanyan Chandrasekhar (1910-1995)

Corría el verano de 1930 cuando un joven indio licenciado en física emprendió el viaje en barco desde Madrás a Southampton, en su camino para incorporarse como estudiante de doctorado a la Universidad de Cambridge. Se trataba de Subrahmanyan Chandrasekhar, que gracias a una beca del gobierno indio podría realizar su tesis doctoral bajo la supervisión del prestigioso físico británico Ralph H. Fowler (yerno por cierto de Ernest Rutherford). El joven Chandrasekhar estaba fascinado por la física estelar, y por cómo la mecánica cuántica había conseguido dar cuenta de uno de los problemas con los que físicos y astrónomos se habían visto enfrentados hasta apenas un lustro antes: la estabilidad de las enanas blancas. La evidencia obtenida mediante observación astronómica indicaba que las enanas blancas poseían una gran densidad, que se suponía soportada gracias a la agitación térmica del gas. Sin embargo, una vez que la estrella se fuera enfriando y la agitación térmica se redujera, la estrella debería contraerse aparentemente sin límite, lo que no tenía ningún sentido en aquella época.

La solución a este rompecabezas la daría el mencionado R.H. Fowler cuando mostró como un efecto cuántico entraba en juego deteniendo la implosión: el principio de exclusión de Pauli impide que dos fermiones ocupen el mismo estado cuántico, por lo que a medida que la estrella se contrae los electrones presentes en el plasma ven limitados sus movimientos a cubículos cada vez más pequeños. Esto implica que sus movimientos se hace cada vez más rápidos (conclusión a la que se puede llegar bien a través del principio de incertidumbre de Heisenberg, o a través de la dualidad onda-partícula, asumiendo una longitud de onda del orden del tamaño del cubículo), lo que resulta en una presión adicional (adecuadamente denominada de “degeneración electrónica”) que sustentaba a la estrella frente a su gravedad.

El joven Chandrasekhar decidió ocupar las casi tres semanas de viaje en barco en estudiar los detalles de la solución de Fowler, y lo que podía derivarse de la misma en relación a la estructura de la enana blanca (i.e., como iría variando la densidad y presión en función de la profundidad). Aplicando lo que se conocía para las estrellas de la secuencia principal, Chandrasekhar obtuvo un resultado que le inquietó: en enanas blancas lo suficientemente masivas la densidad sería tan elevada que los electrones se moverían a velocidades relativistas. En estas circunstancias ya no se podía aplicar un enfoque clásico, y había que intentar meter en el juego a la relatividad especial. La conclusión de los nuevos cálculos arrojó un resultado inesperado: en el caso de las enanas blancas poco masivas los efectos relativistas podían ser ignorados y se encontraba un punto de equilibrio entre gravedad y presión de degeneración electrónica que suponía la estrella tendría un radio inversamente proporcional a la raíz cúbica de su masa; sin embargo, en el caso relativista la presión de degeneración disminuye, ya que los electrones necesitan cada vez más energía para aumentar su velocidad. En el límite (cuando los electrones se mueven a velocidades cercanas a la de la luz) hay una masa crítica por encima de la cual la presión de degeneración no es capaz de sostener a la estrella frente a su propio peso. Hoy denominamos a esa masa crítica el límite de Chandrasekhar, y su valor es de entorno a 1.4 masas solares.

Concepción artistica de la superficie de la enana blanca h1504+65

Concepción artística de la superficie de la enana blanca h1504+65

Este resultado era perturbador, fundamentalmente por lo que implicaba en relación a las estrellas que llegaran a su etapa final con una masa superior a este límite. Una implosión sin límite era algo simplemente absurdo para la mentalidad de la época. A pesar de esto, Chandrasekhar consiguió publicar su análisis en un artículo titulado

que apareció en 1931 en el Astrophysical Journal. La comunidad científica hizo sin embargo oídos sordos al mismo, y no sería hasta cuatro años más tarde, después de que Chandrasekhar hubiera finalizado su tesis doctoral en un área relacionada pero diferente (politropos rotatorios), que retomaría este tema. Lo hizo además de manera espectacular por la ingente cantidad de trabajo que tuvo que llevar a cabo para profundizar en su análisis: resolvió numéricamente las ecuaciones de estado para un conjunto de diez enanas blancas de diferentes densidades centrales (hay que recordar que en 1935 no había computadores para hacer los cálculos numéricos, sino únicamente toscas calculadoras mecánicas manuales). Los resultados fueron publicados en un artículo aparecido en las Monthly Notices of the Royal Astronomical Society que llevaba por título

El límite de masa quedaba claramente vindicado: las simulaciones numéricas producían enanas blancas de masa inferior a la masa crítica. No obstante, seguía estando en el aire qué ocurría con las estrellas de masa superior. Este fue precisamente el flanco débil por el que el ilustre Arthur S. Eddington, haciendo acopio de principio de autoridad, se negó a aceptar el resultado de Chandrasekhar. Para él era preferible conjeturar la existencia de algún mecanismo que compensara la pérdida relativista de presión de degeneración (y que de este modo permitiera la existencia de enanas blancas de masa arbitraria), a admitir que pudiera darse una implosión sin límite. Su preeminencia en la comunidad física era tal, que su oposición puramente filosófica a los resultados de Chandrasekhar eclipsó la evidencia matemática que sustentaba a estos últimos.

En el debe de Sir Arthur quedará para la posteridad el haber “quemado” tanto al joven Chandrasekhar como para hacerle cambiar de área de investigación. En cualquier caso, podemos imaginar que de manera similar a como hiciera Galileo siglos atrás, Chandra se despidiera con un “Y sin embargo, implosiona”.

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Adios a Charlton Heston

Publicado por Carlos en abril 6, 2008

Charlton HestonUno de los más grandes del cine nos ha dejado. En la noche de ayer murió Charlton Heston a los 84 años. En el recuerdo nos queda una miriada de momentos en los que disfrutamos con sus películas, desde las superproducciones tipo peplum, bíblico o histórico como “Ben-Hur“, “Los Diez Mandamientos”, “El Cid” o “55 Días en Pekín” a obras maestras de la ciencia-ficción como “El Planeta de los Simios“, “Soylent Green: Cuando el destino nos alcance” o “El Hombre Omega“. Su activismo del derecho a portar armas como presidente en la National Rifle Association le granjeó en algunos círculos una imagen cerril y distorsionada, si se obvia que también fue un activista de los derechos civiles, contra el Macartismo y contra la guerra de Vietnan. En sus últimos años fue objeto de burlas por parte de algunos famosos de Hollywood en relación a su padecimiento de alzhéimer, lo cual retrata bastante bien la catadura moral de esas personas.

A modo de recuerdo y homenaje, aquí van dos de las escenas que siempre permancecerán en nuestro recuerdo. Ambas pertenecen a “El Planeta de los Simios“, y corresponden a los dos puntos climáticos de la misma: cuando Taylor habla por primera vez (“¡quita tus apestosas zarpas de mí, maldito mono asqueroso!“); la segunda es el final de la película (“Al fin he vuelto a casa…“, estremecedor aunque se haya visto mil veces), ambas en versión original. Descanse en paz, Charlton Heston.

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La visión de un pionero de la computación evolutiva

Publicado por Carlos en abril 5, 2008

Hans-Paul Schwefel during his keynote speech (picture taken by JJ)Uno de los mejores momentos del multicongreso de la semana pasada fue la charla plenaria que impartió el profesor Hans-Paul Schwefel. Para quien no esté muy familiarizado con el área de los algoritmos evolutivos, hay que aclarar que los antecedentes más recientes de la computación evolutiva surgieron de manera independiente y casi simultánea en tres lugares, dando lugar a otros tantos paradigmas clásicos: los algoritmos genéticos, la programación evolutiva, y las estrategias de evolución. Estas últimas se originaron en Alemania, allá por los años 70, y el Prof. Schwefel fue uno de los creadores -junto con el Prof. Ingo Rechenberg- del enfoque tal como lo conocemos hoy en día. El profesor Schwefel es pues uno de los pioneros del área, y precisamente la charla que impartió se titulaba “A pioneer’s view onto evolutionary optimization“. La charla fue realmente enriquecedora, no tanto por lo aspectos técnicos (que no eran el foco de la charla) sino por la perspectiva personal que el Prof. Schwefel aportó.

Una charla de este tipo es normal estructurarla de manera temporal: pasado, presente y futuro, y ésta fue precisamente la estructura de la misma pero con una original variación: empezamos por el futuro, seguimos con el presente y acabamos con el pasado. Las dos primeras partes fueron bastante rápidas. En relación al futuro, el Prof. Schwefel expresó su esperanza en lo que la tecnología evolutiva puede conseguir, pero fue prudente al no hacer predicciones muy precisas. De hecho, ilustró esta parte con algunas citas que para algunos debieron ser realmente sonrojantes. La primera es un comentario de un revisor de su trabajo seminal sobre estrategias de evolución en 1970:

No hay necesidad para otra técnica adicional [al seguimiento del gradiente] de optimización.

Todo un ejemplo de revisor con perspectiva cuyas palabras están cubiertas de gloria. La segunda cita provenía de un portavoz de IBM en 1974:

La computación paralela no estará disponible antes del año 2000.

Así le ha ido a IBM ultimamente. A la luz de estos ejemplos de visión de futuro, solo cabe afirmar que en los años venideros habrá grandes sopresas en relación con la capacidad y aplicaciones de los algoritmos evolutivos, en particular en campos emergentes con problemas de gran complejidad como la biotecnología.

La parte de la charla dedicada al presente fue también breve, y se limitó a constatar el crecimiento exponencial de la comunidad y de la producción científica del área. Entramos entonces en la parte de la charla dedicada al pasado, en la que el Prof. Schwefel relató su experiencia en primera persona de los inicios de las estrategias de evolución, los desafíos encontrados, y las lecciones aprendidas. La primera de todas fue “espera lo inesperado”, y se obtuvo a partir de los experimentos que realizó para encontrar el diseño óptimo de una tobera. Esta tobera se concebía como dos embudos enfrentados: por una de las bocas anchas entraba un fluido compuesto de gas y líquido a alta velocidad, se pasaba por un cuello de botella, y se producía la expulsión por la otra boca. El objetivo era conseguir el máximo impulso, y para ello había que jugar con parámetros tales como la amplitud de boca de entrada, de la boca de salida, del cuello de botella, y la distancia de dicho cuello de botella en relación a las bocas. El Prof. Schwefel tuvo la primera de las “ideas locas” al pensar que no necesariamente era ésa la forma óptima, y que podría ser que entre la boca de entrada y la boca de salida hubiera otro tipo de ensanches y estrecheces. Aplicando la incipiente tecnología de las estrategias de evolución, obtuvo el siguiente (sorprendente) resultado:

Nozzle optimization

La animación muestra la evolución de la forma de la tobera, desde su configuración inicial a la final. En su momento fue todo una sorpresa el entender por qué ese diseño era bueno, y motivó un interesante estudio por parte de físicos e ingenieros. Por su parte, el Prof. Schwefel estudió también los aspectos algorítmos de la estrategia de evolución, lo que dio lugar a diferentes generalizaciones tales como la generación de múltiples descendientes, el empleo de estrategias no elitistas (la estrategia ‘coma’), y el empleo de recombinación además de mutación para construir la descendencia. La siguiente parte de la charla se ocupó de algunos de los temas que abordó en años posteriores, en relación al gap que separa la computación evolutiva de la evolución natural (objetivos normalmente estáticos, un único criterio de optimización, codificación fija, evolución síncrona, etc.). Entre otros aspectos, el Prof. Schewefel habló de estrategias de evolución con estructura espacial, con simulación de procesos depredador/presa, con introducción de sexos, y con codificación diploide.

En resumen fue todo un placer asistir a esta charla, tanto por su contenido, como por el orador, una persona sencilla y afable con la que da gusto conversar. Charlas como ésta son las que hacen que una conferencia se recuerde al cabo del tiempo.

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La Creación según Douglas Adams

Publicado por Carlos en marzo 20, 2008

Douglas N. AdamsAl principio se creó el Universo. Esto hizo que mucha gente se enfadara, y la mayoría lo considera una mala jugada.”

Douglas Adams (1952-2001), escritor británico

Hace unos días -el 11 de marzo- Douglas Adams hubiera cumplido 56 años. Ahora podrá disfrutar de la compañía de Arthur C. Clarke, y conversar sobre el sentido del Universo y las civilizaciones alienígenas.

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Adios a Arthur C. Clarke

Publicado por Carlos en marzo 19, 2008

Arthur C. Clarke

 

Sir Arthur C. Clarke acaba de morir. Apenas hace tres meses tuvimos ocasión de conmemorar su nonagésimo cumpleaños, y disfrutar de un vídeo en el que reflexionaba sobre su trayectoria vital. Como Sir Arthur reconocía, había tenido una vida llena de experiencias y avances científicos que no podía imaginar. En sus propias palabras:

Al llegar a las noventa órbitas no me arrepiento de nada ni tengo más ambiciones personales, pero si se me permiten tres deseos serían éstos: en primer lugar, me gustaría ver alguna evidencia de vida extraterrestre; [...] en segundo lugar me gustaría ver que nos liberamos de nuestra adicción al petróleo y adoptamos fuentes limpias de energía; [...] el tercer deseo es más cercano a casa, [...] que la paz al fin se establezca en Sri Lanka lo antes posible.

Lamentablemente no ha podido ver realizarse estos tres últimos deseos, pero confiemos una vez más en su capacidad visionaria, y esperemos la pronta materialización de los mismos. Descanse en Paz, Sir Arthur.

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C.A.R. Hoare cumple hoy 74 años

Publicado por Carlos en enero 11, 2008

C.A.R. HoareHay dos formas de realizar un diseño software: hacer que sea tan simple que sea obvio que no tiene deficiencias, o hacer que sea tan complicado que no tenga deficiencias obvias. El primer método es más difícil.

C.A.R. Hoare (1934-), informático británico

Las “viejos cocodrilos” de la programación siguen cumpliendo años, y hoy le toca a Sir Charles Anthony Richard “Tony” Hoare, que cumple 74. A Hoare le debemos una de las joyas de la algorítmica, el algoritmo de ordenación quicksort, y el lenguaje formal CSP, en el que se basa Occam (lenguaje que en su día me dio tardes de gloria programando transputers). También desarrolló una lógica formal para verificación pre-post de algoritmos (qué tiempos aquellos, buscando invariantes en los bucles; luego vendría Dijkstra con su semántica de transformación de predicados y sus precondiciones más débiles). En 1980 recibió el premio Turing por “sus contribuciones fundamentales a la definición y diseño de los lenguajes de programación”. La frase del encabezado está tomada precisamente de su discurso de aceptación.

Hoare estuvo en 2005 en España, en el Primer Congreso Español de Informática, y dio una charla plenaria sobre software verificable. Se mostró en todo momento como una persona muy afable, y con toda amabilidad y la mayor de las sonrisas atendía a todo el que luego le buscaba para comentarle algo, o simplemente presentarle sus respetos. Sin duda, Sir C.A.R. Hoare es todo un caballero.

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Donald Knuth cumple hoy 70 años

Publicado por Carlos en enero 10, 2008

Donald E. Knuth

“Ciencia es aquello que conocemos lo suficientemente bien para explicárselo a un computador. El resto de lo que hacemos es Arte.

Donald Ervin Knuth (1938-), informático estadounidense

Hoy cumple 70 años Donald E. Knuth, uno de los padres fundadores de la algorítmica. A él debemos The Art of Computer Programming y el TeX, gracias al cual toda la comunidad científica no está a estas horas en las manos de Microsoft Word. Además de científico genial, Knuth siempre ha tenido un humor y un punto geek fantásticos. Por ejemplo, la versión i-ésima de TeX se identifica con la expansión en i dígitos de π, al igual que hace con METAPOST y el número e. También tiene la ocurrencia de emitir cheques por 2.56$ (1 dólar hexadecimal) a favor de quien encuentre un error en algún libro suyo (estos cheques son un trofeo cotizadísimo).

Su padre tenía una imprenta, y por ahí quizás venga el desarrollo de TeX, y su obsesión por la tipografía, que le ha hecho afirmar que no puede ir a comer a un restaurante, ya que no deja de mirar las fuentes tipográficas de la carta del menú. De todas formas, además de con la cita de más arriba, me quedo con otra suya sobre las matemáticas:

“¡Una fórmula matemática no debería ser nunca propiedad de nadie! Las matemáticas pertenecen a Dios.”

y con otra bastante irónica sobre la verificación formal:

Ten cuidado con este código. He demostrado su corrección, pero no lo he llegado a probar.”

{\cal FELICIDADES} , Profesor Knuth.

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