Ciencia de Bolsillo

¿Alguien apuesta para perder? No, todos apostamos para ganar. Sin embargo, debemos ser realmente malos en matemáticas porque todos solemos jugar con las probabilidades en contra. Y si, antes de nada, yo también he comprado boletos para la lotería de navidad. Aun sabiendo que no es una decisión inteligente.


Cuando participamos en cualquier juego de azar esperamos ganar dinero a medio plazo, (preferiblemente antes de estar muertos). Podemos perder  en algunas ocasiones y ganar en otras pero la suma debería ser positiva. En matemáticas esto se conoce como “valor esperado” y lo malo es que todos los juegos de azar tienen un valor esperado NEGATIVO. La razón es muy simple, un porcentaje de los ingresos va para los organizadores, el resto se reparte en premios. El máximo está en la lotería de navidad en España que reparte el  70  % en premios.(1) En comparación, otros juegos como la lotería primitiva solo reparte el 55% del dinero recaudado. Un valor esperado del 0,55.

Como todos sabemos, los organizadores utilizan el primer premio para atraer a la gente, a pesar de lo difícil que es ganarlo. La probabilidad de acertar la combinación ganadora en la lotería primitiva es de una entre 14 millones, y muy similar en el “Cuponazo”, una entre 15 millones. Si pasamos al “Euromillon” la probabilidad sería de una entre 76 millones.

¿Queda alguna esperanza de ganar? O, al menos, de mejorar nuestras opciones. Puede que sí. Como se comenta en este excelente artículo de Microsiervos , existen algunas técnicas para mejorar estas posibilidades en juegos similares a la lotería primitiva. Como escoger números poco habituales o, mi favorita, jugar solo cuando tengamos un bote acumulado. El dinero del bote proviene de semanas anteriores y no entra en el 45 %. En realidad, se suma al porcentaje de la recaudación que va a premios. De este modo puede repartirse MAS dinero del que la gente juega incluso si la ONLAE se queda con el 45 %. Por ejemplo, en  el sorteo de Bonoloto del 18 de noviembre de 1990, el valor esperado era de 3,6. Lastima que entonces fuese un crío.

Imaginemos la escena. Hace miles de millones de años la vida consistía en células simples e independientes muy similares a algunas bacterias. Pero, entre ellas, también se luchaba por la comida y la supervivencia. Una célula  se lanzo sobre otra más pequeña y la absorbió rodeándola con su membrana. Un proceso denominado “endocitosis”. Pero  algo nuevo sucedió. En lugar de romper la membrana  y aprovechar los recursos que contenía, las dos células iniciaron una provechosa colaboración.

Evidentemente, esta escena es una especulación. Pero recoge la teoría más aceptada sobre el origen de las mitocondrias, unos componentes fundamentales de nuestras células. En ellas se desarrolla la respiración celular.  Se consume el oxigeno, y se generan moléculas de ATP. (1) Estas moléculas son el “combustible” de las células en las muchas reacciones químicas que se desarrollan en su interior. Un producto intermedio que aporta la energía en cualquier reacción química que célula desee realizar. Como si fuese una pila recargable. En realidad, la mitocondria es la auténtica central energética del  resto de la célula.  

Pero, aunque está dentro de la célula, no es una parte cualquiera de ella. Su código genético, el ADN de las mitocondrias, esta fuera del núcleo y separado del resto. Se ha mantenido separado desde hace miles de millones de años. De hecho se reproducen asexualmente y su código genético se hereda únicamente por vía materna.(2) Esta cualidad ha hecho posible analizar la evolución de los seres humanos, analizando las esporádicas mutaciones de un código genético que no se mezcla, como si sucede con el ADN procedente del núcleo donde el hijo hereda parte del padre y parte de la madre. Como un "alien" introducido en nuestro organismo.

Aún así el tiempo ha desarrollado mecanismos de cooperación y coordinación que garantizan que las mitocondrias se dividan y multipliquen, por su cuenta, justo cuando a la célula le viene bien. Una cooperación tan perfecta y tan antigua que no pensamos que sea un organismo distinto. Solo un componente especial que se desarrolla dentro de nuestras células, realizando una tarea absolutamente imprescindible y recibiendo del resto de la célula protección y alimento. Cuando esto sucede entre dos organismos distintos, se llama simbiosiso, en este caso concreto, mutualismo.  Parece que después de todo no es tan malo colaborar con otros organismos.

No vamos solos por la vida. Y estoy hablando en el sentido más literal del término. Hasta la persona más solitaria y con menos amigos, lleva con ella una enorme cantidad de vida que no conoce.

Empecemos por la piel. Cada centímetro cuadrado de tu piel tiene en promedio 100.000 bacterias. Si, la piel limpia de tus manos esta llena de bacterias. Puedes echarles la culpa de ciertos olores, ya que las bacterias los generan como desecho al descomponer el sudor para alimentarse. Son tantas que no es extraño que se extiendan y múltiples variantes aparezca por todo tu cuerpo. Millones de bacterias se esconden entre los dientes, sobre la lengua o en el interior de la garganta. Cuando se alimentan de los restos de comida, generan ácidos como residuo. El resultado son las caries que casi todos hemos sufrido en alguna ocasión.

Pero esa población empequeñece comparada con la que habita el sistema digestivo. Aunque esta repartida por todo el tubo digestivo, la mayor concentración se encuentra en el intestino. Allí tienen una superficie equivalente a una cancha de tenis, compactada dentro de un tubo de unos ocho metros. Se la reparten entre aproximadamente 200 especies, unos 100 billones (100 millones de millones) de bacterias que pesan alrededor de un kilogramo. Y se reproducen tan rápido que expulsamos cada año nuestro propio peso en bacterias, lo que ayuda a mantener su población estable.

Son tantas que no es raro que les hayamos encontrado utilidad. La primera es que “estimulan la inmunidad intestinal”. Básicamente significa que mantienen el organismo en alerta solo para controlar que no se desmanden. Eso hasta que nos convertimos en protagonistas involuntarios de C.S.I. Entonces se desarrollan a sus anchas para someternos a un "reciclaje" adecuado. Pero no todo es negativo. También ocupan el espacio y los recursos que, de otra forma, quedarían disponibles para bacterias más agresivas y peligrosas. Y, por último pero muy importante, también nos ayudan producido vitaminas como la B12 y la vitamina K.

Toda esta presencia es bastante “externa”. Después de todo, esas bacterias no se encuentran dentro de nuestros tejidos, de nuestros órganos o de la sangre. Algo llego antes. La próxima semana hablaremos de una vieja batalla que sucedió hace miles de millones de años y que ayudo a dar forma a lo que somos ahora. Hablaremos de las ventajas de llegar a acuerdos entre organismos distintos.

Por definición los seres humanos somos imprevisibles. En cambio solemos pensar que, cuando un ordenador hace cosas raras, “estará infectado por un virus”. Pero eso no siempre es cierto. Puestos a imitarnos, y aun antes de conseguir una autentica inteligencia artificial, los ordenadores han conseguido un subconsciente que escapa de su control.... y del nuestro.

¿Puede un ordenador tener problemas mentales? Esa clase de comportamientos anómalos en los que no hay pruebas físicas detectables. Donde el sistema operativo te dice que todo va bien, y no hay nada raro. Donde el mejor antivirus, permanentemente actualizado por Internet, no detecta ni rastro de virus. Donde ni siquiera se detecta el spyware que infecta al 90% de los ordenadores sin que su usuario lo sepa. Si, desgraciadamente puede.

Un “rootkit“ es un conjunto de programas capaces de tomar el control de un ordenador, escondiendo al sistema operativo (Windows, Linux, Unix o MacOS) toda su actividad. De este modo, programas en funcionamiento, ficheros y directorios se esconden sin dejar huella. Las conexiones a Internet se realizan sin ser detectadas y sin que el usuario sea capaz de descubrirlas. El Sistema Operativo (la inteligencia del ordenador) no es “consciente” de nada, ni siquiera sabe que existen pero cumple todas sus órdenes y pone el ordenador, con todo su contenido, a disposición de ese programa. Como si estuviese hipnotizado.

¿Cree que eso no va a pasarle? Píenselo de nuevo. Hace unas semanas, un experto informático descubrió que los CD musicales protegidos contra copia de Sony BMG Music Entertainment contenían un “rootkit” desde hacia más de un año. Estaba diseñado para insertarse en los ordenadores donde se escuchaba su contenido. Este  programa tomaba el control de Windows, impedía las copias ilegales de música y, de paso, permitía a Sony, o a cualquier “hacker” habilidoso, controlar el ordenador. Desde averiguar sus contraseñas bancarias a esconder cualquier dato en el disco duro, el programa permitía el control absoluto del ordenador. Repartido en más de cuatro millones de CDs y 49 títulos distintos, se calcula que medio millón de ordenadores están infectados en todo el mundo. Incluyendo ordenadores del departamento de defensa norteamericano. Las empresas antivirus no lo detectaban porque no era un virus y no se reproducía. Tras el escándalo lo detectan pero no lo eliminan. La actuación de Sony, que es delictiva y mandaría a cualquier programador individual a la cárcel, puede que sea perdonada ya que Sony ha decidido retirar los CDs del mercado.  Y ha dicho que lo siente.


La magnitud de la infección hizo imposible ocultarla pero nada impide que otros muchos “rootkit” circulen sin ser detectados. Y no hace falta ser una gran empresa para crearlos. Ahí afuera, en Internet, hay expertos programadores capaces de atacar a su ordenador a distancia y convertirlo en un “zombie” a sus órdenes. Píenselo, tal vez su ordenador esconda un servidor web de pornografía, las herramientas para una estafa bancaria o cientos de ficheros con los auténticos “Expedientes X” del FBI.

El poderoso mago llamo a sus sirvientes que, desde largas distancias, escucharon sus órdenes y pasaron a cumplirlas. A continuación invocó un mapa de la ruta a seguir, con instrucciones sobre los cruces de caminos a elegir. Confiaba en sus hechizos, que nunca le habían fallado, pero ese era un día especial. Con un gesto de su mano, ordenó el inicio de la marcha. Tras un carraspeo, el coche murió al fallar su batería.

Se conoce como la tercera ley del Clarke, por el escritor Arthur C. Clarke "Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia". Y la interpretación usual es imaginar a un pobre hombre medieval intentando comprender nuestra tecnología y pensando que es mágica. O imaginarnos a nosotros intentando comprender una tecnología alienígena increíblemente avanzada. Pero hay otra interpretación más sutil pero mucho más inquietante. Como bien nos recuerda Miquel Barceló en este artículo, ¿cuántos de nosotros comprendemos la tecnología que utilizamos?

¿Cuánta gente que utiliza un GPS o un teléfono con marcación por voz comprende mínimamente su funcionamiento? Y esto es algo que podemos extender a mucha de la tecnología que nos rodea. Tecnología de la cual depende nuestra vida, nuestros trabajos, nuestras familias o el futuro de nuestros hijos. ¿Alguien piensa que es necesario comprender el mundo que nos rodea? Yo pienso que es imprescindible, porque si vivimos en democracia, y la mayoría es quien toma decisiones, deben ser decisiones informadas. Sino corremos el riesgo de ser dirigidos y manipulados “por nuestro bien”. ¿Cómo podemos elegir entre la opinión de un científico, un activista de Greenpeace o un político si no conocemos las consecuencias de la decisión? ¿por imagen? ¿por popularidad? ¿por quien sale más en televisión?. Células madres y radiaciones electromagnéticas, energía nuclear y la capa de ozono, el efecto invernadero y la nanotecnología ¿Qué sabemos de las decisiones se toman sobre estos temas? ¿Quién las toma por nosotros?

Pensad en como se organizaba en un reino medieval. El poder venia por dinero y herencia para el rey y los nobles, por el conocimiento para aquellos clérigos, magos y hechiceros que lo estudian. Conocimiento que mantenía al poder. Y la población se refugiaba en la astrología, la brujería y repetía mitos y leyendas que les enseñaban. Obedecían “por su propio bien”. ¿Estamos tan lejos de ese modelo?, ¿Qué papel te gustaría tener? O incluso más subversivo, ¿Qué te parecería cambiarlos?

El Sol contra Charles Darwin(1)
Estamos en 1859, Marie Curie nacerá en Polonia dentro de  ocho años. Nadie conoce, ni ha imaginado remotamente, la radiactividad, la fisión o la fusión nuclear. Charles Darwin acaba de publicar El origen de las especiesy, entre los múltiples argumentos religiosos y científicos en su contra, destacaba uno que podía enterrar la evolución en el olvido por décadas o siglos. ¿Habían durado el Sol y la Tierra el tiempo suficiente para permitir la evolución? ¿Cuánto tiempo había pasado desde el nacimiento de ambos?

En el siglo XVII el reverendo irlandés James Ussher estableció como fecha de la creación del mundo el 23 de octubre del 4004 antes de Cristo. Para lograr esa precisión se dedico a contar los años transcurridos basándose en las generaciones mencionadas en la Biblia.  Esa fecha fue ampliamente aceptada y marcaba un límite para las personas con creencias religiosas.

Curiosamente, y hasta mediados del siglo XIX, muchos físicos estaban de acuerdo. El Sol, como el resto del universo, debía cumplir las nuevas leyes de conservación de la energía. Los mejores cálculos decían que si estuviese formado de carbón ardiendo en oxigeno duraría unos 2000 años pero había suficiente imprecisión para encajar ambas ideas. No era tiempo suficiente para la evolución. Los físicos William Thomson(2) y Hermann Ludwig von Helmholtz propusieron la contracción gravitatoria como fuente de la energía. Del mismo modo que una teja al caer al suelo pierde energía potencial que se convierte en calor, la contracción del sol produciría calor y radiación. Pero incluso imaginando un tamaño inicial igual a la orbita de la Tierra eso solo permitía entre 20 y 50 millones de años. Demasiado poco para desarrollar la increíble variedad  de vida que podía estudiarse. Muy poco para pasar de bacterias a seres humanos inteligentes. ¿Habría alguien para defender la evolución?

Los geólogos vinieron al rescate. Analizaron el curso de los ríos y los sedimentos que dejan a su paso, la creación  y erosión de las montañas, la acumulación de sales en los océanos a partir del agua dulce de los ríos.(3) y otros muchos fenómenos naturales. Sus cálculos sugerían que la edad de la Tierra debía ser de, al menos, mil millones de años. Ellos mantuvieron vivo el debate sobre la evolución hasta que los físicos descubrieron todo una nueva rama de la ciencia llena de oportunidades y peligros. La energía nuclear también sirvió para explicar el nacimiento, vida  y muerte de las estrellas y, con ellas, de la vida en los planetas que las rodean.

Nunca comprendí la obsesión de James Bond por agitar y no mezclar el martini. El caso es que algún estudio parece darle la razón (1) aunque no creo que las diferencias sean sustanciales. Eso si, estoy convencido que los que más creen que existe una diferencia son los partidarios de la homeopatía.

“La preparación de los remedios homeopáticos, conocida como dinamización o potenciación, consiste en una serie de diluciones seguidas de agitaciones, diez fuertes sacudidas contra un cuerpo elástico tras cada proceso de dilución. Se cree que la vigorosa agitación que sigue a cada dilución transfiere parte de la esencia espiritual de la sustancia al agua” (2) Ya lo ven, diluir en agua, agitar con fuerza y volver a diluir es la esencia de la homeopatía. El problema es que se diluye tanto la sustancia que, al final, el resultado es un agua tan pura que los análisis más precisos no pueden encontrar ni una sola molécula del producto original. Como muchos, tengo la impresión de que hay más de efecto placebo que de que autentico poder curativo.

¿Y no basta con simplemente diluir o mezclar? Parece que no, hay que sacudir con fuerza. Porque si bastase con diluir tendríamos que recordar esta reciente noticia. “Cocaína abunda en río de Italia.” (3) Si una cantidad detectable de cocaína no causa efectos en la población, ni los hace adictos ni les “cura” de la adicción, debo pensar que el efecto de un remedio homeopático es fundamentalmente psicológico. Tal vez eso justifique su uso, pero no que se crea en ella.

¿Quieren algo más real y mucho más preocupante? Piensen en todos los contaminantes repartidos por el medio ambiente y en los desconocidos efectos de combinarlos. Piensen en los 283 productos químicos elaborados industrialmente que pueden encontrarse en la sangre de un recién nacido. (4) La mayoría parecen inofensivos, pero incluyen potentes tóxicos y cancerígenos. ¿No deberíamos preocuparnos más por los peligros que conocemos y podemos medir en lugar de distraernos con la “esencia espiritual” del agua?

El efecto mariposa en el billar
Tengo que reconocer que soy más bien torpe al billar. Me falta precisión en el golpe y eso se multiplica tras alguna carambola. Acierto menos que el parte meteorológico y las causas tienen cierta relación.

Hace unos años se puso de moda hablar del efecto mariposa. Se decía: “El batir de las alas de una mariposa en el Amazonas puede provocar un huracán al otro lado del planeta” Esta idea surgió en los años 60 de las investigaciones del meteorólogo Edward Lorenz, que intentando simular matemáticamente el clima, descubrió que, en situaciones especiales, una variación muy pequeña en la situación de partida podía provocar enormes cambios a largo plazo.
Podemos ver un ejemplo en la vida cotidiana si dejamos caer verticalmente una pelota de tenis sobre una superficie plana. Tras varios botes la pelota se habrá alejado del lugar en que ha caído inicialmente. Por muy liso que sea el suelo, por muy esférica que sea la pelota, las pequeñas irregularidades de ambas hacen que el bote deje de ser vertical y la pelota salga proyectada en una dirección imposible de determinar previamente. Se genera una situación caótica e imposible de predecir, aunque la gravedad sea conocida y el entorno este perfectamente controlado.
Lo mismo se puede decir de otras muchas situaciones, conocemos las reglas generales pero la realidad es demasiado compleja e interesante y no podemos predecir con certeza el resultado final. Aplicándolo al billar me consuelo pensando que mi rival puede ser mejor, mucho mejor pero no infinitamente mejor.  Las leyes físicas no lo permiten. Pero si permiten, y hasta exigen, que algún día, por el caótico movimiento de las bolas, acabe ganando. O eso espero.

Eurekaes un blog que me encanta por su seguimiento en profundidad de temas astronáuticos aunque también incluye entradas sobre astronomía,  la ciencia en general, historia, idiomas, libros de ciencia-ficción y otras cosas de variado interés

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