martes, 12 de septiembre de 2017

ENTREVISTA CON FRANCIS VILLATORO

Autor del blog La Ciencia de la Mula Francis, físico, doctor en matemáticas, profesor en la Universidad de Málaga e investigador en ciencias computacionales.

ANDRÉS LOMEÑA: Me encanta una conferencia TED de Jedidah Isler sobre los blázares. Me pregunto qué diablos son esos chorros de plasma. En todo caso, Isler tiene claro su romance con la física. ¿Cuál es el suyo?
FRANCIS VILLATORO: La materia que cae en un objeto astrofísico compacto, como una estrella de neutrones o un agujero negro, se acelera por la conservación del momento angular pasando al estado de plasma; las partículas cargadas del plasma, tanto electrones como iones, se mueven un disco alrededor del objeto compacto, con lo que producen un intenso campo magnético poloidal. En los polos del objeto compacto las líneas de campo magnético están muy juntas y producen una fuerza magnética que arranca las partículas del disco de acreción y las lanza formando dos chorros transversales al disco.
En los núcleos activos de galaxias hay agujeros negros supermasivos con enormes chorros bipolares que aceleran las partículas a velocidades ultrarrelativistas, mayores del noventa y nueve por ciento de la velocidad de la luz en el vacío. Cuando uno de estos chorros apunta hacia la Tierra observamos un blázar; lo más sorprendente es que la velocidad aparente de las partículas del plasma parece superar la velocidad de la luz en el vacío. Por ejemplo, para el blázar 0827+243 las partículas del chorro se mueven al 99,9% de la velocidad de luz en el vacío, pero desde la Tierra muestran velocidades aparentes de hasta 25 veces la velocidad de luz en el vacío. Sin lugar a dudas son fenómenos asombrosos y no me extraña el romance científico de Jedidah. A mí me apasionan muchos temas, desde la física de las partículas fundamentales, hasta la gravitación cuántica, pasando por las ciencias de los materiales o la teoría de ondas no lineales. No sabría contestar a la pregunta sobre la rama de la física que me despierta mayor pasión.

A.L.: Según tengo entendido, el electrón puede dividirse en tres partes o cuasipartículas bajo determinadas condiciones. ¿Esto implica de alguna forma que no son partículas verdaderamente elementales? Eso por no mencionar a Gavin Hesketh, que mencionó el bosón B, del que apenas encuentro referencias en Internet, o el hecho de que el bosón de Higgs se descompone en quarks.
F.V.: Uno de los grandes problemas de la Física y, en especial, de la Divulgación de la Física, es el abuso del lenguaje. Un fotón (la partícula de la luz) en el vacío se mueve a la velocidad de la luz en el vacío porque no tiene masa, pero en un cristal se mueve a una velocidad más pequeña; ¿adquiere masa? Obviamente, no adquiere masa. Un fotón en un cristal no es un fotón libre sino que es una cuasipartícula de tipo fotón, que debido a la interacción con los iones de la red cristalina se mueve como si tuviera un masa efectiva a una velocidad inferior a la velocidad de la luz en el vacío. Lo mismo pasa con un electrón en un material, se le llama electrón por abuso del lenguaje, pues se trata de una cuasipartícula de tipo electrón. Un electrón libre tiene energía, masa, carga y espín, magnitudes que no se pueden separar; no se puede trocear un electrón, ni tampoco se puede tener un electrón sin carga pero con espín, o con espín pero sin carga. Sin embargo, una cuasipartícula de tipo electrón tiene una energía efectiva, una masa efectiva, una carga efectiva, un espín efectivo y un momento angular orbital efectivo; se puede tener una cuasipartícula de tipo electrón con espín efectivo pero sin carga efectiva ni momento orbital efectivo (llamada espinón), una cuasipartícula de tipo electrón con carga efectiva pero sin espín efectivo ni momento orbital efectivo (llamado holón o cargón), e incluso una cuasipartícula de tipo electrón con momento orbital efectivo pero sin carga efectiva ni espín efectivo (llamada orbitón). Más aún, puede separar una cuasipartícula de tipo electrón con carga efectiva, con espín efectivo y con momento orbital efectivo en tres causipartículas de tipo electrón separadas, uno de tipo espinón, otra de tipo holón y la última de tipo orbitón. Esto lo puedo hacer con una cuasipartícula de tipo electrón en un material cuasi-unidimensional (como un aislante de Mott). Pero nadie debería confundir una cuasipartícula de tipo electrón y un electrón libre; se parecen como un agujero negro y la cascada del Niágara, ambos tienen horizonte de sucesos, pero pocos los confundirían.
Por otro lado, los hadrones, partículas compuestas de quarks unidos entre sí por gluones, pueden ser fermiones, los bariones formados por tres quarks de valencia, y bosones, los mesones formados por una pareja quark-antiquark de valencia. Cuando se habla de bosón B se está hablando del mesón B, que está formado por un antiquark fondo o bottom (b) de valencia y otro quark de valencia de menor masa: arriba o up (mesón B+), abajo o down (B0), extraño o strange (B0s), o encanto o charm (B+c); el mesón formado por un antiquark bottom y un quark bottom de valencia se llama bottomonium. Ningún físico llama bosones B a los mesones B, aunque sean bosones; quizás por eso encuentras pocas referencias en la web. Busca mesones B y te hartarás de información.
Finalmente, el bosón de Higgs se puede desintegrar en una pareja fermión-antifermión siempre que la suma de sus masas sea inferior a la suya; por ejemplo, se puede desintegrar en un electrón y un positrón, en un muón y un antimuón, o en un quark y un antiquark (salvo para el quark top que tiene más masa que el Higgs). En ningún caso esta desintegración se puede entender como que el Higgs sea una partícula compuesta de una pareja de fermiones; los fermiones tienen masa y, por tanto, están acoplados al campo de Higgs, luego un bosón de Higgs puede excitar los campos de los fermiones y desintegrarse en una pareja de ellos (el campo de Higgs pasa del estado de bosón al estado de vacío y los campos de los fermiones pasan de estado de vacío al estado excitado como partículas). Repito, en ningún caso se puede interpretar este canal de desintegración del Higgs como una prueba de que se trata de una partícula compuesta.

A.L.: También he leído que los tetraneutrones son posibles4. ¿Quiere eso decir que hay que revisar el principio de exclusión de Pauli? Los periodistas buscamos nueva física sin conocer bien la clásica, pero se debería disculpar nuestra previsible fascinación por cualquier hallazgo que redefina los postulados de la ciencia actual. A propósito, ¿se enfada mucho cuando lee sobre física en el periódico?
F.V.: El núcleo de las estrellas de neutrones tiene innumerables neutrones unidos entre sí por el principio de exclusión de Pauli; no entiendo que la existencia de tetraneutrones se pueda interpretar como una violación del principio de exclusión de Pauli. La estadística de los fermiones, el origen de este principio, está asociada a la invariancia CPT, que cumple todo sistema físico que sea relativista y cuántico; no se ha observado ninguna violación de la invariancia CPT y las teorías que predicen la existencia de los trineutrones y tetraneutrones cumplen con dicha invariancia.
Para un físico un átomo es una partícula en ciertos experimentos, un núcleo atómico es una partícula en ciertos experimentos, un neutrón es una partícula en ciertos experimentos, y un estado resonante es una partícula en ciertos experimentos. Las resonancias, o estados resonantes, son excitaciones de una o varias partículas de vida media muy corta. Los tetraneutrones y los trineutrones son resonancias de neutrones cuya vida media es muy corta. Desde 1986 se han observado indicios de la existencia de tetraneutrones, pero ninguno ha sido confirmado; más aún, difieren entre sí lo suficiente para que unos generen cierta duda sobre los otros. El artículo que citas es un modelo teórico de octubre de 2016 basado en supercomputadores que predice la posible existencia de tetraneutrones con propiedades similares a las observadas en un experimento de febrero de 2016. Todavía no sabemos si dicha interpretación es correcta (entre otras cosas implica que ciertos indicios previos serían erróneos). Aún así, la existencia de resonancias de tipo tetraneutrón, e incluso trineutrón, es perfectamente compatible con el principio de exclusión de Pauli.
Por otro lado, la mayoría de las noticias científicas sobre Física que se publican en la prensa son sensacionalistas y están muy alejadas de como yo las hubiera divulgado. Sin embargo, disfruto leyendo ciencia en los periódicos, pues siempre me da pie a buscar las fuentes originales para profundizar y aprender. Nunca me enfado leyendo sobre ciencia porque así educo mi escepticismo. Más aún, me gustaría que se escribiera mucho más sobre ciencia. Los medios tienen como misión informar y entretener; para educar hay otros foros. Por ello el rigor no es uno de sus fines; aun así, creo que debería haber mucha más ciencia en los medios. Por cierto, me enfada que haya tan poca ciencia en los periódicos y que haya gente que piense que hay tan poca porque es poco relevante.

A.L.: Su blog resulta muy estimulante, incluso cuando a veces me cuesta seguir las implicaciones de algunos descubrimientos. Creo que no le gusta nada el marco de ciertas investigaciones, como la de Erik Verlinde. Para los profanos, da la sensación de que la comunidad científica se ha sacado de la manga la materia oscura y la energía oscura y que quizás lo que se necesita es volver a un terreno más simple, menos especulativo. Roger Penrose medita en su último libro sobre las modas científicas, los dogmas de fe y hasta la fantasía. ¿Qué tendría que decir aquí?
F.V.: Muchos físicos teóricos han abandonado la teoría de cuerdas porque como teoría fundamental sus predicciones están más allá de lo que podemos explorar en la actualidad con experimentos y observaciones. La financiación ha empezado a escasear. Algunos cuerdistas se han adentrado en las aplicaciones del formalismo matemático de la teoría de cuerdas a la física que podemos explorar (materia condensada, estado sólido, nuevos estados de la materia, etcétera). Otros cuerdistas han interpretado la idea de las dualidades, la equivalencia física entre diferentes teorías de cuerdas, como simples diccionarios entre conceptos físicos; si tengo cuatro palabras en una teoría y otras cuatro en otra teoría, propongo una equivalencia entre las cuatro palabras de ambas teorías, un diccionario, y me pongo a estudiar sus consecuencias físicas, como si se tratara de una nueva teoría. Así muchos cuerdistas se han alejado de la Física adentrándose en la Metafísica; así han pasado de hacer ciencia a estar muy próximos a lo que en otras ramas de la ciencia se llamaría pseudociencia. Muchos de estos físicos tienen un prestigio como cuerdistas fuera de toda duda, por ello muchos medios se hacen eco de sus especulaciones salvajes. Un ejemplo paradigmático es Erik Verlinde, otro es Gerardus ‘t Hooft, Premio Nobel en 1999. Por un lado, Verlinde me da cierta envidia; siendo uno de los grandes físicos teóricos de la teoría cuerdas ha recibido una financiación multimillonaria. Pero, por otro lado, también me da mucha pena; ahora se dedica a balbucear especulaciones salvajes que son seguidas por un ejército de prosélitos que no se para a pensar qué sentido tienen dichas especulaciones. En mi blog, mi pena se vuelve rabia y a veces mi lenguaje mostrará que no me gustan sus especulaciones.
En los medios interesa más cuando una persona muerde a un perro que cuando un perro muerde a una persona. En los medios interesa la piedra que al ser soltada sale disparada hacia arriba en lugar de caer hacia el suelo; ninguna noticia destaca todas las evidencias de que las piedras caen hacia el suelo. Lo mismo pasa con las evidencias sobre la materia oscura y la energía oscura. No es verdad que los profanos tengan la sensación de que la comunidad científica se sacó de la manga la materia oscura en 1933; no es verdad que los profanos le pidan a los científicos que vuelvan a un terreno menos especulativo y se olviden de las evidencias acumulados en más de ochenta años. Lo que pasa es que a los directores de los medios solo les interesan las noticias que afirman que la materia oscura no existe porque así lo afirma una especulación salvaje de un científico. Se considera noticia que Verlinde diga que la materia oscura es debida a la reacción de la materia (ordinaria) al efecto de la energía oscura; no creo que ningún profano opine que es más simple explicar la existencia de materia oscura recurriendo a la energía oscura. Nunca confundas lo que piensan los directores de los medios sobre las noticias científicas y lo que saben los profanos. Los mal llamados profanos saben mucho más de lo que parece.
En cuanto a Roger Penrose solo puedo decir que me da mucha envidia lo bien que sabe conectar con el público en sus libros. Repletos de ideas científicas abstractas, decorados con fórmulas que pocos físicos son capaces de entender, logra vender libros que ningún editor aceptaría publicar si fueran escritos por cualquier otro autor (salvo quizás Stephen Hawking). No sé si has leído su último libro, pero no tiene nada que ver con la moda, la fantasía o el dogma de fe, a pesar del título. Se trata de un libro que pretende convencer a los más jóvenes de que trabajen en la teoría de twistores. Me parece muy loable que aún siga insistiendo contra marea en reivindicar su teoría. Pero lo que de verdad me da envidia es que venda decenas de miles de ejemplares de un libro que si no estuviera escrito por Penrose nadie se atrevería a leer. Y, por cierto, que yo disfruto mucho con sus libros, aunque los leo con grandes dosis de sano escepticismo, consciente de sus mensajes entre líneas buscando prosélitos.

A.L.: ¿Qué sabemos realmente sobre la red cósmica? Me consta que Richard Gott, como tantos otros, se ha esforzado en desentrañar la estructura del universo, pero desconozco qué nivel de detalle tiene el actual mapa del universo. Por ejemplo, ¿qué se sabe de los confines del universo visible? Allá donde se colocaría el imaginario arquero de Lucrecio para ir más allá de los límites de lo conocido. Otra cuestión inquietante es el papel de los filamentos de materia oscura que supuestamente unen las galaxias5. ¿Cómo se comporta o qué se sabe de esa hipotética superestructura? A ver si es como el alcohol en el universo, que parece abundar y sin embargo resulta un tanto irrelevante su presencia.
F.V.: Las aproximaciones teóricas y las simulaciones mediante superordenadores de la formación de las grandes estructuras del universo predicen la existencia de la red cósmica desde hace décadas; sin embargo, las primeras pruebas observacionales se obtuvieron hace menos de diez años. Ahora hay muchas evidencias. Como los grandes vacíos están vacíos, como es obvio, y sus paredes están formadas por materia oscura, invisible salvo por sus efectos gravitacionales, observar la red cósmica es muy difícil. Sin embargo, hoy en día gracias al efecto de lente gravitacional se han obtenido evidencias que confirman la existencia de la red cósmica fuera de toda duda. Pocos cosmólogos dudan de su existencia, aunque todos desean que haya más evidencias.
Sabemos muy poco sobre los confines del universo visible, porque, como es obvio, no los podemos ver; pero todos los indicios sobre el universo a gran escala (que solo podemos observar cuando tenía unos 380 mil años de edad) indican que, en promedio, son exactamente iguales al universo cercano que nos rodea. El universo tiene un tamaño unos tres veces más grande que el universo observable y todo indica que en promedio lo que hay más allá del horizonte visible es exactamente igual que lo que hay dentro del horizonte (por supuesto, siempre en las grandes escalas).
Por otro lado, la noticia que citas sobre los filamentos de materia oscura que unen galaxias se refiere a filamentos de la red cósmica de unos siete megapársec de longitud que unen cúmulos de galaxias (recuerda que la distancia entre la Vía Láctea y Andrómeda es de 0,7 megapársecs). Se trata de un artículo muy reciente y todavía no hay confirmación oficial de esta observación. Sin embargo, siendo un resultado esperado no hay dudas serias sobre su existencia. Más aún cuando se han encontrado pruebas de otros filamentos similares, aunque a escala mucho más grande (este filamento es pequeño comparado con las estructuras típicas de la red cósmica ya observadas). Preguntas a qué se debe este filamento y la respuesta es sencilla, la gravedad es atractiva, como las fuerzas de tensión superficial en el agua con jabón, luego da lugar a estructuras similares a la espuma de jabón del baño.

A.L.: Si realmente hubiera dimensiones enrolladas, ¿no seguirían estando dentro de las tres dimensiones espaciales? De lo contrario, ¿dónde está ese afuera espacial? He visto dibujos de mangueras con una hormiga dentro para ilustrar la idea de las dimensiones extras y no me convence demasiado. Además, ¿qué nos dice de los agujeros negros? ¿La materia que entra saldría vomitada a alguna otra parte? Si así fuera, ¿no tendría que haber una especie de estercolero estelar en algún lugar?
F.V.: Imagina un cubo (hexaedro) sumergido en el espacio de tres dimensiones, ¿cuántas caras exteriores tiene? Imagina un hipercubo (teseracto) sumergido en un espacio de cuatro dimensiones, ¿cuántas caras exteriores imaginas? La idea de dentro y fuera que aplicas a objetos de superficie bidimensionales sumergidos en un espacio tridimensional no tiene nada que ver con la idea de dentro y fuera que se aplica a objetos con más de tres dimensiones sumergidos en un espacio de más de cuatro dimensiones. No tiene sentido “estar dentro” en tu pregunta. Las dimensiones extra del espacio están tan afuera o tan adentro como está la dirección derecha-izquierda respecto a la dirección arriba-abajo. Estén o no estén enrolladas no influye. Quizás no te guste que así sea, pero así es.
Las metáforas geométricas como la hormiga en la manguera son solo eso, metáforas. Si no te convencen, busca otras metáforas. Hay cosas inimaginables que solo se pueden imaginar sin imaginarlas, sin intentar imaginarlas, estudiando sus propiedades sin más. Requiere un esfuerzo, pero merece la pena. Las metáforas requieren dos cosas, entender el concepto y entender su relación con la metáfora, por ello muchas veces en lugar de ayudar dificultan el entendimiento.
En cuanto a los agujeros negros, son soluciones matemáticas de las ecuaciones de la gravitación de Einstein. Hay objetos astrofísicos que se describen usando estas soluciones matemáticas. No sé dónde se encuentra el mito. Muchas veces se engaña a los profanos con la metáfora de que los agujeros negros son pozos donde cae la materia sin que pueda escapar; en la vida cotidiana los pozos siempre tienen un fondo, luego nuestra intuición nos dice que en esta metáfora los agujeros negros deberían tener un fondo. Los agujeros negros son espaciotiempo curvado; la energía del campo gravitacional es proporcional a la curvatura. Un agujero negro es espaciotiempo vacío y curvado, nada más y nada menos; la curvatura del espaciotiempo tiene energía potencial gravitacional y alcanza un estado estable autosostenido (el agujero negro no es cuerpo físico, ni un agujero en el espaciotiempo, ni nada por el estilo). Cuando cae una manzana, acelera bajo la acción de la gravedad; es decir, su energía potencial gravitacional se transforma en energía cinética. Lo mismo pasa con lo que entra en un agujero negro, su energía se transforma en energía del campo gravitacional; todas las partículas (excitaciones de campos cuánticos) de lo que cae en un agujero negro se relaja a un estado de vacío y su energía se transfiere a la curvatura del espaciotiempo, con lo que el agujero negro gana la energía de la materia del objeto que ha caído y crece su horizonte de sucesos. La materia no va a ningún sitio, el pozo no tiene fondo, solo desaparece y se transforma en curvatura del espaciotiempo.

A.L.: ¿Qué lectura nos recomendaría? A mí me ha encantado El gran cuadro de Sean Carroll y Aurora de Kim Stanley Robinson. Le confieso que he fracasado a la hora de entrevistar a varias mujeres, así que si tiene en cuenta la paridad que yo no he podido conseguir en mis conversaciones, mejor que mejor.
F.V.: Ahora estoy leyendo mucho sobre ondas gravitacionales, por ello recomendaría los libros de Janna Levin, Black Hole Blues, y de Govert Schilling, Ripples in Spacetime, ambos sobre la historia de la detección directa de las ondas gravitacionales. Hay pocos libros de divulgación escritos por divulgadoras españolas; recomendaría Todo es cuestión de química de Deborah García Bello. Entre los escritos de divulgadores hay tantos que me gustaría recomendar que me quedaré con El ojo desnudo de Antonio Martínez Ron.

A.L.: Sé que va a acertar en su predicción del Nobel de Física 2017, así que me gustaría retarle a que haga alguna predicción para el Nobel de Física 2018.
F.V.: Predecir el Nobel de Física 2018 raya la imposible. Me gustaría que fuera concedido a una mujer y, la verdad, me apena, pero hay pocas candidatas firmes. Entre ellas destaca Lene V. Haus por la luz lenta en condensados de Bose-Einstein gracias a la transparencia inducida electromagnéticamente, que lo recibiría junto a Stephen E. Harris, el padre de esta última. Sin embargo, me parece una predicción más firme un galardón a Sir John Pendry, Sheldon Schultz y David Smith por los metamateriales y sus aplicaciones en el desarrollo de capas de invisibilidad, superlentes y otros sistemas ópticos.

A.L.: ¿Alguna conclusión? Muchísimas gracias por este apasionante viaje a través de la física.
F.V.: La mayoría de los directores de medios y, por ende, periodistas, piensa que a los profanos solo les interesan la astrofísica, la cosmología y la física fundamental, pero no es cierto. La Física tiene ramas muy atractivas en las que se están haciendo avances muy interesantes, como la biofísica o la oceanografía física, por poner solo dos ejemplos. Creo que habría que diversificar la comunicación científica en los medios. Animo a todos los lectores a exigir más ciencia en los medios y, sobre todo, ciencia mucho más diversa.

12 de septiembre de 2017

domingo, 3 de septiembre de 2017

ENTREVISTA CON URSULA K. HEISE

Una conversación interesantísima sobre literatura y biodiversidad.

ANDRÉS LOMEÑA: Usted ha explorado la biodiversidad a través de la literatura, la cultura, el derecho y las artes sin recurrir a la nostalgia, ya que la humanidad no solo destruye especies, también contribuye a crearlas gracias a la domesticación o la genética. También ha analizado el medio ambiente y la llamada sexta extinción masiva como herramientas culturales que nos permiten repensar el desarrollo y la modernización. ¿Cómo consiguió conectar su conocimiento literario con sus preocupaciones ecológicas y conservacionistas en su libro Imaginar la extinción?
URSULA K. HEISE: Siempre hay un elemento narrativo cuando la ciencia medioambiental se discute en la esfera pública: los hallazgos de la biología y la ecología y los proyectos y objetivos de los conservacionistas se transmiten al público a través de imágenes e historias, en artículos de revistas y de periódicos, en las páginas web, en los documentales, así como en libros de ficción y no ficción. Como teórica de la literatura y como ambientalista veo una interconexión de lo más interesante.
Cuando empecé a investigar sobre la biodiversidad y las especies amenazadas di por sentado que la ciencia sería bastante clara y que lo verdaderamente interesante sería cómo la ciencia se filtra y se reconfigura en la comunicación pública. Me sorprendió mucho descubrir que la ciencia de la biodiversidad es complicada hasta en sus fundamentos: ¿Qué es la biodiversidad? ¿Cómo la medimos? ¿Es mejor un ecosistema con más especies? ¿Por qué? ¿Debería medirse la biodiversidad en el nivel de los ecosistemas, de las especies, de sus poblaciones o desde el punto de vista genético? ¿Cuál es la mejor definición de especie? Y así sucesivamente.
En una segunda fase, me encontré con que buena parte de la ciencia de la biodiversidad se asentaba en ciertos paradigmas culturales y en juicios de valor: ideas sobre el tipo de naturaleza que merece la pena conservar y qué tipo de naturaleza podemos dejar que se extinga (a veces hasta trabajamos activamente para eliminarla; por ejemplo, los conservacionistas suelen implicarse para acabar con las especies no nativas). Había ideas preconcebidas sobre cómo nos gustaría ver una naturaleza idealizada en el futuro y otras sobre lo que las comunidades humanas deberían hacer con sus entornos naturales y con las especies no humanas. Por tanto, hasta la ciencia descansa sobre determinadas narrativas acerca de los humanos y la naturaleza. En varias culturas encontré historias sobre especies en peligro de extinción o ya extinguidas que se relacionaban de forma directa o indirecta con la experiencia de aquella sociedad respecto a la modernización o la colonización (o ambas) y lo que se había ganado o perdido en el proceso. Las especies carismáticas a menudo simbolizaban la pérdida particular (o la mera creencia de esa pérdida) de la comunidad durante la colonización y la modernización.
Puedes ver esas historias fácilmente por la atención errática que se presta a los taxones biológicos: la mayoría de las especies que se mencionan en las discusiones sobre conservación son vertebrados, muchas de ellas son mamíferos o pájaros y la mayoría de ellas son grandes y carismáticas en el sentido de ser sorprendentes, bellas o con ambos rasgos. Pensé al principio que se trataba de un simple asunto de comunicación, pero resultó que el estudio científico también se había hecho de forma un tanto errática, con algunos de esos mamíferos y especies de pájaros atrayendo mayor atención investigadora que los moluscos, los caracoles o los insectos.

A.L.: Hay escritores de ciencia-ficción como Kim Stanley Robinson que no sé si están construyendo una visión más afirmativa de nuestro futuro biológico, tal y como usted propone.
U.H.: ¡Me encanta la ciencia-ficción! Me fascina que se escriban historias futuristas que son, hasta cierto punto, testigos directos de los hechos (lo que actualmente sabemos sobre el mundo y qué es posible en él) y que muestran una gran variedad de caminos posibles que el futuro puede tomar en determinadas circunstancias (la relación que hay entre la predicción científica, las simulaciones que se hacen y sus relaciones con la narrativa de ficción futurista es muy interesante).
Ursula K. Le Guin y Kim Stanley Robinson me parecen casos destacables por la sofisticación de sus visiones del futuro. Le Guin siempre ha relacionado las preguntas mediomabientales con cuestiones de justicia social en sus novelas y narraciones cortas (como en Los desposeídos). Robinson es uno de los pocos autores de ciencia-ficción contemporáneos que se atreven a plantear un futuro que no será necesariamente una distopía deprimente, ya que parecen factibles algunos modelos de sociedad mejores que los actuales. Lo demostró de forma brillante en su trilogía de Marte (Marte rojo, Marte azul y Marte verde), donde se crea gradualmente una sociedad mejorada, sin que esta sea perfecta. Mientras tanto, en La Tierra encadenan una crisis con otra. En 2312 y en su novela más reciente, Nueva York 2140, traslada de forma muy inteligente sus visiones del futuro. Algunas sociedades se han quedado igual y otras han ido a peor, pero hay algunas que en realidad son significativamente mejores, y no por arte de magia, sino porque las personas se unieron para conseguir cambios. En 2312, la restauración de especies extinguidas desempeña un papel crucial en la trama, y en general, Robinson asume que las sociedades no pueden mejorar a largo plazo sin cuidar el medioambiente. Su utopismo (u “optopismo”, cómo él lo llama, cuando se logra lo mejor posible dadas las circunstancias) es una verdadera inspiración para el pensamiento medioambiental.
También me encanta La última oportunidad de ver, el libro de viajes de Douglas Adams y Mark Carwardine. Adams fue un conocido escritor de ciencia-ficción y Carwardine un zoólogo. En los años ochenta viajaron a diferentes lugares del mundo para ver especies en peligro. Parece imposible escribir un libro divertido sobre la extinción de especies, pero Adams lo logró. En lugar de contar la típica historia de animales perfectamente adaptados que se precipitan hacia la extinción frente a la indiferencia y avaricia humanas, él representa a los humanos y a los no humanos como seres muy mal adaptados. Todos hacen cosas irracionales, ineficientes y contraproducentes. Las preguntas cambian de ¿Cómo este animal llegó a estar en peligro? a ¿Cómo demonios sobrevivió tanto tiempo? Trata la necesidad de conservar el hábitat natural de una forma inusual, ayudándose de las carcajadas y del afecto hacia los humanos y no humanos que fueron creados por una cadena improbable de contingencias evolutivas. Consigue un hermoso contraste frente al tono habitual de lamento, melancolía y predicciones desoladoras de la mayoría de libros de no ficción conservacionistas.

A.L.: De nada sirve salvar especies si luego vamos a erradicarlas de nuevo, como muestra en su análisis de la novela The Hunter de Julia Leigh, que trata sobre la re-extinción del tigre de Tasmania. Ya nos ha dicho que la ciencia y la narrativa ambientalista se centra en los gorilas, los tigres, los osos o las ballenas y no tanto en los reptiles, los anfibios y los peces, por no hablar de los gusanos, los cangrejos o los hongos y las bacterias. Parece que en el fondo todos somos especistas, es decir, que discriminamos en función de la especie. ¿Es el especismo lo que une a los ambientalistas y a los defensores de los derechos animales?
U.H.: Creo que estos movimientos convergen en buena parte de sus pensamientos. Ambos intentan luchar contra el especismo al que te refieres, esto es, el privilegio automático del bienestar humano frente al de los no humanos, y también buscan un hueco en nuestros principios éticos y en nuestros sistemas jurídicos para dar cabida a los no humanos. Lo hacen de forma diferente y a veces tienen conflictos de intereses, pero esos choques resultan tremendamente interesantes por lo que revelan sobre las visiones generales de cada movimiento; por ejemplo, qué especies no humanas deberían vivir con nosotros y en qué condiciones (solo animales en el caso del movimiento por el bienestar animal; animales, plantas y otros organismos en el caso de los ambientalistas). Creo que la preocupación por hacer visibles las aspiraciones vitales de los no humanos dentro de nuestra consideración moral es el área de contacto más importante entre los dos movimientos.

A.L.: Percibo un giro de los estudios literarios hacia las humanidades digitales. Después de todo, las humanidades digitales son una nueva forma de ver los géneros literarios y novelas que están amenazados, ¿no es así?
U.H.: Sí, las humanidades digitales son un nuevo campo de los estudios literarios y van más allá, pues se usan en arqueología, historia y otros ámbitos. En literatura ha tomado dos direcciones muy diferentes: la primera es aplicar viejos métodos de análisis a nuevos objetos de estudio, como los blogs, las redes sociales y la fan fiction. La segunda es el desarrollo de nuevos métodos de análisis digital para viejos objetos de estudio, es decir, mirar en las letras clásicas, como la literatura del diecinueve, y preguntarse nuevas cuestiones que van más allá de la lectura atenta de textos individuales canonizados con la ayuda de bases de datos informatizadas y sofisticados mecanismos de búsqueda. Esta aproximación es la más revolucionaria y también la más controvertida.
Mi propia obra Imagining Extinction está entre esas dos direcciones: quise estudiar las bases de datos sobre biodiversidad como un nuevo e importante género en el cual expresamos preocupaciones culturales y hasta emocionales sobre la inmensa crisis medioambiental. Para estudiar bases de datos con decenas de miles de entradas se requerían herramientas digitales. El objetivo general era mostrar cómo la narrativa estructura algunos tipos de bases de datos y cómo el modo de catalogación y enumeración de esas bases de datos ha caído en las redes de las artes visuales y la literatura para expresar la actual crisis que amenaza con la extinción de especies. El mapa cognitivo que traza la narrativa ahora se da también a través de las bases de datos y todo lo que eso implica: determinar los objetos que entran en esa base de datos, los metadatos con los que se asocia, su arquitectura, etcétera.

A.L.: ¿Cree que el teórico de la literatura es una especie amenazada? El crítico cultural Terry Eagleton podría ser un zorro y yo me identificaría, desde luego, con el lince ibérico. ¿Qué me dice de usted?
U.H.: Creo que me encantaría ser un loro tamaulipeco (Amazona viridigenalis). Es un tipo de loro mexicano que está amenazado en los estados de Tamaulipas, Veracruz y León por el comercio agresivo de animales domésticos que tuvo lugar en los años setenta y ochenta, y también a causa de la deforestación. Un montón de pájaros consiguió escapar y ahora hay una población en crecimiento en el valle de San Gabriel de Los Ángeles y en Florida. Es un ejemplo de especie amenazada que se adapta y prospera en un hábitat completamente nuevo. Espero que esto también sea cierto para los estudios literarios: a pesar de que la influencia de la literatura impresa ha disminuido, toda clase de formas narrativas han eclosionado en los videojuegos, los cómics, las series de televisión y las películas de animación.
De forma más general, he de decir que el poder de los estudios literarios es más claro allí donde se han desarrollado teorías, conceptos y herramientas que van más allá de las bellas letras; mi propio campo de especialización, la narratología, no se limita a la narrativa literaria, sino también incluye la narración oral e informal, la no ficción, los documentales y las nuevas formas de narración a través de los medios. Tal y como dijo Katherine Hayles: nos enfrentamos a una situación similar a la de Olivetti en los años ochenta, que tuvo que decidir entre ser una compañía de máquinas de mecanografía o ser una empresa que vendiera dispositivos de procesamiento de textos. Decidieron hacer lo primero… y ya sabes lo que ocurrió. Sería inteligente por parte de los expertos en literatura no cometer el mismo error.

A.L.: ¿Alguna novela en peligro de extinción que nos quiera recomendar?
U.K.: Hay que leer Nueva York 2140. La chica mecánica de Paolo Bacigalupi y Gold Fame Citrus de Claire Vaye Watkinsare también son novelas especulativas fantásticas con una dimensión ambiental considerable. Adoro la obra de Jeff Vandermeer y su fuerte disolución de las fronteras entre naturaleza y tecnología, pero la trilogía de Southern Reach y Borne me generaron dudas sobre cómo discutir sus obras en conversaciones sobre los problemas ambientales del mundo real.
En cierto modo, ese es el problema al que nos enfrentamos con el concepto de antropoceno: ¿Cómo pensamos y actuamos en un entorno global que ha sido alterado en varios grados por la intervención humana? ¿Qué tipo de acciones podríamos aceptar? ¿Cuáles toleramos y cuáles rechazamos? Hablo en primera persona del plural para referirme al movimiento ambientalista, el cual se ha expandido muchísimo desde principios de los años sesenta y ahora mismo incluye una gran variedad de formas de pensar en las distintas comunidades. Creo que explorar esas diferencias culturales en su contacto con el cambio medioambiental es uno de los desafíos más estimulantes para el ambientalismo.

Domingo 3 de septiembre de 2017

miércoles, 28 de junio de 2017

LAS ONCE DIMENSIONES DEL CEREBRO: ENTREVISTA CON KATHRYN HESS BELLWALD

Doctora en matemáticas por el MIT y profesora en la Escuela Politécnica de Lausana. Su especialidad es la teoría de categorías y la teoría de la homotopía. Su nombre saltó recientemente a los medios de comunicación porque su grupo de investigación había publicado que el cerebro funciona con estructuras realmente complejas e inesperadas de hasta once dimensiones.

A.L.: Muchos periodistas han publicado que el cerebro tiene hasta once dimensiones. Me gustaría que aclarara esa afirmación porque algunos incluso hablan del multiverso de la mente y sospecho que la investigación que han realizado es algo totalmente diferente. Dudo que guarde mucha relación con las once dimensiones de la teoría de cuerdas de la física.

KATHRYN HESS: Dentro del microcircuito reconstruido del Blue Brain [el proyecto Cerebro Azul estudia la estructura del cerebro creando una simulación de todo el cerebro a nivel molecular] descubrimos patrones intrincados de conectividad que pueden representarse como objetos matemáticos multidimensionales. Los ladrillos de esas estructuras consisten en familias de hasta ocho neuronas que están conectadas por pares; se tiene en cuenta la dirección de las conexiones de tal forma que la familia al completo transmite información de forma inequívoca desde el canal de entrada al de salida. Esas familias de neuronas, que llamamos “hermandades” [clique], pueden representarse geométricamente como puntos (una neurona), segmentos (dos neuronas conectadas), triángulos (tres neuronas que están conectadas por pares), tetraedros (cuatro neuronas que están conectados por pares), etcétera. Las hermandades interactúan para formar “cavidades” o “agujeros” en la estructura, como por ejemplo tres segmentos de líneas que unen sus extremos para crear un bucle u objetos análogos de mayor dimensión.
La noción de “once dimensiones” que captó la atención de Internet se refiere simplemente a una representación geométrica de una familia de doce neuronas que están conectadas por pares. La hermandad de mayor dimensión que hemos observado hasta ahora es solo de siete dimensiones (compuesta por ocho neuronas). Tenemos razones para creer que cuando miremos en redes más extensas que la que hemos estudiado hasta ahora (y cuando la red misma se refine para estar aún más cerca de la biología), encontraremos hermandades más grandes. Está por ver si las de once dimensiones serán las más grandes que observemos. Yo espero que en realidad demos con hermandades aún mayores, así que no creo que la estructura que hemos descubierto tenga ninguna conexión con la teoría de cuerdas.

A.L.: ¿A qué os referís cuando decís que habéis hallado un mundo que nunca imaginasteis?
K.H.: Uno de los misterios centrales de la neurociencia es cómo la estructura del cerebro moldea su actividad. Las conexiones entre las neuronas del cerebro tienen una estructura increíblemente intrincada, de ahí la dificultad para proporcionar una descripción global cuantitativa. Los disparos neuronales como reacción a los estímulos son, si cabe, aún más complejos. Al examinar la estructura y la actividad mediante la topología algebraica fuimos capaces de detectar y describir cuantitativamente una estructura oculta muy organizada y detallada de lo que parecían patrones muy caóticos, así como discernir una imagen de la estructura de la conectividad de un circuito neuronal cuando responde a los estímulos, algo que era invisible hasta que usamos este filtro matemático concreto.
Lo que hemos llamado “castillo de arena” es la fascinante estructura que el cerebro construye cuando procesa información. Es una imagen geométrica con un grado creciente de coordinación y organización del disparo neuronal cuando el cerebro reacciona a un estímulo, y esta se desvanece abruptamente cuando termina el procesamiento. El patrón de respuesta estereotípico que descubrimos indica que el circuito siempre responde al estímulo construyendo una secuencia de representaciones geométricas que empieza en dimensiones bajas y progresivamente se añaden dimensiones más altas hasta que el crecimiento se detiene repentinamente y por último colapsa. Es una firma matemática para las reacciones a los estímulos.
El modo en que las neuronas se conectan entre sí o la forma en que disparan solo cobran pleno sentido cuando su estructura y su actividad están cartografiadas en una representación de muchas dimensiones, por lo que la estructura del cerebro o su actividad con representaciones de dimensiones bajas (por ejemplo, índices de disparo, tiempos, correlaciones, sincronía, etcétera) son solo la sombra de la actividad real. En cierto modo, nuestros descubrimientos pueden explicar por qué ha sido tan difícil entender la relación entre la estructura del cerebro y su actividad.

A.L.: ¿Cómo definiría el microconectoma? ¿Y las redes de “mundo pequeño”?

K.H.: El microconectoma es la red (o gráfico) que subyace a la reconstrucción digital del proyecto Cerebro Azul de un microcircuito en la corteza somatosensorial de una rata de catorce días, un modelo de ordenador basado en datos fisiológicos y en principios organizativos biológicos y que contiene treinta y un mil neuronas y ocho millones de conexiones.
Se dice que una red es un mundo pequeño si manifiesta tanto un alto nivel de agrupamiento local entre sus nodos como unas rutas relativamente cortas entre los grupos locales. Cada par de nodos está ligado por un número relativamente pequeño de pasos, incluso aunque la mayoría de los nodos tengan pocas conexiones de un solo paso con otros nodos. Muchos neurocientíficos creen que el conectoma del cerebro muestra propiedades de mundo pequeño con la finalidad de minimizar el coste material y energético relacionado con las largas proyecciones neuronales durante la evolución y la actividad del cerebro.
No hemos explorado la relación que hay entre los descubrimientos de nuestro artículo y el mundo pequeño del microconectoma, algo que ha sido confirmado en un estudio reciente publicado en Nature Neuroscience por Reimann et al.

A.L.: ¿Cuál es el siguiente paso en su investigación y a qué campos se podría aplicar?
K.H.: En futuras investigaciones estudiaremos el papel de la plasticidad (el fortalecimiento y debilitamiento de las conexiones como respuesta a los estímulos) con las herramientas de la topología algebraica. La plasticidad es fundamental para el misterioso proceso de aprendizaje y esperemos que sea posible proporcionar nuevos conocimientos sobre este fenómeno.
Tenemos una gran beca INCITE para llevar a cabo estas simulaciones en los superordenadores estadounidenses del Argonne National Labs. Nuestro objetivo es comprender qué le ocurre a la red y a la arquitectura sináptica durante el aprendizaje. Intentaremos responder a preguntas como: ¿Produce el aprendizaje estructuras topológicas de dimensiones más altas? ¿Cuáles son las implicaciones para la estructura de la red cuando hay una coordinación global del peso sináptico? ¿Podemos precisar dónde descansa la memoria proyectando cambios sinápticos en una representación geométrica de dimensión alta?
Si alcanzamos a largo plazo una comprensión profunda del patrón de respuesta normal a un estímulo y lo expresamos en el lenguaje de la topología algebraica, quizás podríamos usar ese conocimiento para detectar y cuantificar patologías cerebrales como las de las enfermedades neurodegenerativas.

A.L.: Para terminar, quisiera preguntarle si entiende las matemáticas como un todo integrado o si estas se parecen cada vez más a una disciplina con campos divergentes.
K.H.: Las matemáticas son un campo de investigación muy amplio. Me temo que los matemáticos que pueden ver “el cuadro completo” son muy pocos. Ten por seguro que yo no me encuentro entre ellos. Por otro lado, creo que es importante estar al tanto de los grandes desarrollos de nuestro ámbito, como por ejemplo la reciente solución al problema del empaquetamiento de esferas, así como cooperar con diferentes áreas de las matemáticas y lograr la interdisciplinariedad.

28 de junio de 2017

jueves, 1 de junio de 2017

Wikileaks revela "Pandemic", el virus de la CIA

Esta información está íntegramente sacada de aquí:

Hace tres años la CIA creó un malware llamado Pandemic, más inteligente que Wannacry, que usa las redes de empresas, hospitales y universidades para difundirse. No se debía saber hasta el 2064. Se llama Pandemic, un nombre que no requiere gran imaginación. El virus creado por la Agencia Central de Inteligencia, debería permanecer secreta por cincuenta años. Sin embargo, hoy lo revela. Se trata de documentos particularmente significativos.

El pánico desencadenado por “Wannacry” que hace tres semanas infectó decenas de miles de computadoras en todo el mundo, y que presenta características comunes con Pandemic.

¿Qué es Pandemic? Es un software maligno (malware) creado por primera vez por la CIA en el 2014, que golpea las computadoras con sistema operativo Windows, aprovechándose de las redes locales (Lan), (es el protocolo SMB usado para compartir archivos, impresiones y otras operaciones sobre la red Lan) aquellas que se encuentran comúnmente en: las empresas, universidades, redacciones de periódicos, hospitales.

Las informaciones contenidas en manuales revelados de WikiLeaks son extremadamente técnicas, pero el concepto en base de este instrumento, es simple: para difundirse, la pandemia debe infectar “el archivo del servidor”, es decir el servidor de las redes utilizado para descargar archivos empresariales y también actualizaciones del software y de los antivirus. Es aquella máquina que normalmente, se conectan los usuarios de la Lan para hacer la descarga de programas y de documentaciones de varios tipos. Una vez que Pandemic lo ha afectado, quien prueba descargar un archivo recibe “una sopresa”: en vez de la actualización o del documento legítimo, Pandemic les envía el malware y así los contagia, difundiendo la infección.

Las características que unen Wannacry y Pandemic son evidentes: ambos tienen en la mira a las PC con sistema operativo Windows, se difunden en redes locales y usan el protocolo SMB, pero Pandemic demuestra un instrumento inteligente y versátil. A diferencia de Wannacry, que es simplemente un ransomware, es decir un software que encripta los archivos de la computadora infectadas y pide un rescate por decifrarlas y se limita en replicarse aprovechándose de una vulnerabilidad de SMB, Pandemic permite instalar tantos tipos de malware en la computadora en la cual se difunde y accede excluyendo ciertos grupos del virus, por ejemplo dejando afuera al administrador del sistema de las redes, de modo que esté último no note la infección o por lo menos no se nota al principio, dando así a Pandemic el tiempo para expanderse.

Los documentos secretos revelados hoy por WikiLeaks son manuales técnicos: publicarlos no es peligroso, en el sentido que no se trata de malware que podría ser utilizado por criminales y espías. Al contrario, ahora que son del dominio público, ahora, las empresas de antivirus tienen a mano informaciones técnicas precisas para revelar este software maligno y actualizar los sistemas a modo de neutralizarlo.

Pandemic es más difícil de contrarrestar que el ransomware que ha creado pánico en todo el mundo; para debilitar este último bastaba reparar la vulnerabilidad del protocolo SMB que el ransomware se aprovechaba, para Pandemic esta solución no funciona, porque no se aprovecha del protocolo.

Para contrarrestarlo, es necesario especificar el malware en la máquina sobre el cual se ha instalado y estos manuales ayudan a hacerlo, porque revelan que es Pandemic y cómo funciona.

Pandemic es una de las cyber armas de la Agencia Central de Inteligencia contenidas en la enorme base de datos Vault 7, que Wikileaks ha iniciado a revelar en Marzo pasado, generando el enojo de la CIA, pero realmente la confrontación entre WannaCry y los instrumentos de Vault 7, nos permite de entender las operaciones que está haciendo la organización de Julian Assange.