lunes, 12 de octubre de 2015

El cerebro obeso, de Luis Jiménez (Centinel, @centinel5051)

Hace poco, durante mi visita a Naukas Bilbao 2015, cayó en mis manos este libro. Su autor, Luis Jiménez (Centinel), autor además de los blogs "El blog de Centinel" y "Lo que dice la ciencia para adelgazar", y ponente en las jornadas (ver vídeo al final, diez minutos) llamó mi atención sobre un enfoque novedoso en relación con la obesidad hasta el punto que sobre la marcha decidí comprar su libro a través de Amazon y empezar a leerlo casi inmediatamente, terminándolo en mi viaje de regreso a casa.
   No se trata de una obra más sobre nutrición al uso, de las que hablan de nutrientes, alimentos o grupos de alimentos, y proponen dietas basadas en tal o cual principio. Trata de una enfermedad tan poco reconocida socialmente como tal como la obesidad desde un punto de vista más cercano a la neurociencia que a la endocrinología, o más bien integrando la perspectiva neurocientífica en el conjunto de variables que intervienen. En este sentido el enfoque es muy novedoso. Tanto el planteamiento del problema como de las posibles soluciones están apoyados en los estudios científicos más recientes y relevantes, como caracteriza a todas las obras del autor, "traducidos" a lenguaje llano, fácil de comprender por el lector medio. Eso sí, para quienes no se muevan en el ámbito científico algunas afirmaciones pueden parecer muy ambiguas, pero es por el hecho mismo de estar completamente apoyado en lo que hoy sabe la ciencia, y la ciencia ni lo sabe todo, ni lo pretende, aunque eso sí, aspira a responder cada vez a más preguntas. Por eso no ofrece verdades absolutas del tipo "para mejorar esto has de hacer esto otro", muy corrientes en los discursos, de dudoso valor, de los gurús, que ofrecen respuestas para todo y en la mayor parte de los casos, basadas en afirmaciones sin justificar. "El cerebro obeso" se apoya en el conocimiento actual de la ciencia, que no es completo, pero que por su propio método, el método científico, es lo más cercano a la realidad que hemos podido alcanzar.
   Aun así el mensaje que transmite es muy claro y contundente y no deja lugar a dudas, y creo que todo el mundo: obesos, personas del entorno de los obesos, personal sanitario y la sociedad en general, debería empezar a interiorizar, y es que la obesidad no la causa  la dejadez, la irresponsabilidad ni la ausencia de "fuerza de voluntad" de quien la padece, sino que es una enfermedad compleja, cuyos mecanismos son complejos y cuyas soluciones, por tanto, son asimismo complejas y van más allá de un "debes comer menos y caminar más", y un "debes cuidarte mejor".

   En mi opinión esta obra debería convertirse en libro de cabecera tanto para las personas que padecemos esta enfermedad como para el personal sanitario que trata más directamente con ella (médicos de atención primaria, endocrinos, internistas... nutricionistas). Lo considero además de lectura imprescindible para las personas del entorno de estos enfermos y muy recomendable para cualquiera que esté interesado en profundizar un poquito en las complejidades de esta epidemia que afecta a nuestras sociedades opulentas.
   Como buena introducción al enfoque del libro pueden ver este vídeo correspondiente a la ponencia que el autor ofreció en las jornadas.

video



 Larga vida y prosperidad.











jueves, 1 de octubre de 2015

Mi visita a Naukas Bilbao 2015


Desde el año 2010 tiene lugar en nuestro país un acontecimiento anual que ningún amante de la Ciencia y de su divulgación debería perderse, estoy hablando de Naukas Bilbao, uno de los eventos de divulgación científica más importantes de España. Organizado por la plataforma Naukas reúne en un fin de semana a más de sesenta ponentes provenientes de las más diversas ramas de la ciencia (Astrofísica, Física, Matemáticas, Biología, Química, Bioquímica, neurociencias...) así como periodistas científicos y profesionales de la divulgación que cuentan en un lenguaje asequible en qué anda la ciencia más puntera en los diferentes campos.
  Para alguien como yo, que aún está en primero de Divulgación, la asistencia a la edición de este año, celebrada los pasados 11 y 12 de septiembre supuso un verdadero goce, un "recargar de pilas", una inyección de ánimo y ganas de seguir adelante con una actividad tan bonita, enriquecedora y necesaria como es la difusión del conocimiento científico, el llevar la ciencia a la calle, hablar de ella de forma distendida, que enganche al interlocutor, al tiempo que de forma rigurosa. Además en este mundillo llegas a conocer a gente interesantísima, que no solo trabaja haciendo ciencia de primer nivel (a pesar de los recortes y de las zancadillas que les pone una administración dirigida por menos que mediocres), sino que comparten esa pasión, ese amor por contar a todos lo que hacen y son capaces de enseñarte, emocionarte y hasta hacerte reír con sus historias. Para mí fue de especial relevancia el haber podido desvirtualizar a gente a la que sigo, bien a través de sus blogs o de sus programas de radio, gente a la que admiro y respeto como Laura Morrón (Los mundos de Brana) Abraham (LBPA, La Buhardilla 2.0), Francis Villatoro (La ciencia de la mula Francis) y tantos otros que se me quedan en el tintero. También tuve el placer de conocer a Luis Jiménez (Centinel, El blog de Centinel y Lo que dice la ciencia para adelgazar), quien me puso en contacto con un paradigma novedoso de la nutrición y cuyo libro "El cerebro obeso" acabé comprando esa misma noche –en Amazon– y empezando a leer a pesar de la avanzada hora a la que llegué a mi hotel y las cañas y pintxos que había compartido con todos ellos. Me quedó mucha pena, eso sí, por la ausencia del gran Dani Marín (Eureka), pero otra vez será, una razón más, entre miles de millones de otras, para repetir el próximo año.
   También quiero enviar desde aquí mi más sincera felicitación a Laura Morrón, J. M. Mullet (Tomates con genes) y José Ramón Alonso (Unidiversidad) por haberse convertido, más que merecidamente, en los galardonados con los Premios Tesla 2015. Para alguien que los sigue habitualmente supone una verdadera alegría.
  Finalizo esta entrada con el enlace a la página de Naukas donde están listadas todas las charlas con sus enlaces a los vídeos de las mismas para que podáis disfrutarlas casi de la misma manera como lo hice yo (y digo "casi" porque no hay nada comparable con el hecho de verlas en vivo).
  

Larga vida y prosperidad.

domingo, 27 de septiembre de 2015

Narcis Monturiol y el primer submarino español

Contrariamente a lo que algunos aún creen, Jules Verne no anticipó el submarino. En el año 1870, fecha de publicación de su célebre novela Veinte mil leguas de viaje submarino, el concepto de vehículo sumergible no solo estaba extendido y era ampliamente conocido, sino que en diversos países ya se habían probado distintos prototipos que habían llegado a funcionar con más o menos éxito, entre ellos los del catalán Narcis Monturioli Estariol (1819-1885), cuyo invento, el Ictineo o barco-pez, había sido probado con éxito en el puerto de Barcelona en 1859.


Narcis Monturiol. Cuadro de Ricard Martí i Alsina. © Fototeca.cat 
Narcis Monturiol nació en Figueres, Gerona, el 29 de septiembre de 1819 en el seno de una familia de artesanos. Su educación formal no fue científica: estudió la carrera de Derecho en Barcelona, aunque nunca llegaría a ejercer como abogado. La vida de Monturiol puede dividirse en dos etapas bien diferenciadas: la de su activismo político y su etapa inventora.
La Barcelona a la que recaló en 1835 era una ciudad convulsa, cuya vida estaba marcada por la inestabilidad social y política causada en gran medida por la incipiente llegada de la Revolución Industrial a nuestro país. Las protestas de artesanos y trabajadores manuales ante la mecanización de la producción, así como las de los nuevo trabajadores de las fábricas, cuyas condiciones laborales eran extremas, sumadas al enfrentamiento entre fuerzas liberales y absolutistas, que habría de marcar dramáticamente todo el siglo XIX español, desembocó en estallidos de violencia popular, las llamadas bullangues, que tuvieron lugar principalmente en Barcelona entre 1835 y 1843. Monturiol llegó a simpatizar con los ideales republicanos y la incipiente lucha de la clase obrera, llegando a intervenir en las bullangas de 1842 y 1843. A raíz de su relación con Abdó Terrades se introdujo en el pensamiento del socialismo utópico de Étienne Cabet, con quien llegó a mantener correspondencia. Cabet fue un teórico político francés, fundador del movimiento icariano, que promovía la creación de colonias o enclaves en los que fuera posible llevar a cabo una especie de utopía igualitaria basada en una forma de comunismo cristiano, que se inspiraba en Thomas Moore y en las ideas de Rousseau. Llegaron a fundar varios enclaves en los Estados Unidos. Tras licenciarse en la universidad, en 1845, aprendió el oficio de cajista y montó una imprenta mediante la cual, a través de diversas publicaciones, se dedicó a difundir las ideas icarianas. Debido a su actividad política, en 1848 se vio obligado a exiliarse a Perpiñán, pudiendo regresar al año siguiente. De nuevo en Barcelona trató de seguir difundiendo el ideario cabetiano a través de la imprenta, lo cual le acarreó varias multas y sanciones, viéndose obligado a cesar en dicha actividad. En esta época comenzó su dedicación a los inventos mecánicos, que explotaba de forma casera, mientras imprimíamaterial escolar y cosas por el estilo para sobrevivir.
Tras el golpe de estado del general O'Donell en 1856 y la pérdida de peso de las ideas liberales, abandonó Barcelona, regresando a su Figueres natal para luego trasladarse a Cadaqués, en la Costa Brava, donde sobrevivió dedicándose a la pintura. Es ahí, observando la actividad de los pescadores de coral, donde surgió su idea de diseñar un barco pez. El de los recolectores de coral era un trabajo bastante penoso y peligroso, y Monturiol empezó a trabajar en su idea movido por el deseo de hallar una solución que mejorara las condiciones laborales de estas personas.
    En 1858 redactó su Proyecto de navegación submarina: el Ictineo o barco-pez, donde presentaba los problemas y retos técnicos que debe afrontar un vehículo sumergible. Entre 1858 y 1859 se construyó el Ictineo I en unos talleres situados en la Barceloneta, junto al puerto de Barcelona, gracias a la aportación económica de una sociedad privada promovida por el propio inventor. Este prototipo materializaba todas las ideas recogidas en el Proyecto.
    El Ictineo I realizó su primera demostración en aguas del puerto de Barcelona el 23 de septiembre de 1859 en medio de una gran expectación. Así lo reflejó la prensa de la época:

Hoy, a las nueve de la mañana, se ha verificado en las aguas de este puerto, una de las pruebas de navegación submarina por medio del barco llamado Ictineo, invención del señor D. Narciso Monturiol. A pesar de hallarse invitados solamente los señores accionistas, autoridades de marina y señores redactores de los periódicos de esta capital, una numerosa concurrencia ocupaba el andén del puerto, y el vapor remolcador, adí como un sinfín de botes y lanchas estaban llenos de gentes de todas clases, ansiosas de presenciar el espectáculo. Colocado el Ictineo a cien metros de la punta del muelle viejo, el señor Monturiol, con cuatro individuos más, se ha encerado herméticamente en él, y el barco se ha sumergido con toda seguridad pero lentamente... El primer movimiento ha sido de descenso vertical, bajando a la profundidad de diez metros, en cuya posición ha permanecido 12 minutos. Después, en el espacio de la mitad de este tiempo, ha subido y bajado tres veces consecutivas sin presentar a la superficie o flor de agua más que la espina del pez. En seguida, virando hacia el Sur-Suroeste, ha andado entre dos aguas y a diferentes profundidades, como unos doscientos metros en el espacio de seis minutos. Siguiendo el rumbo al Sur, se adelantó como unos cuatrocientos metros, ascendiendo y descendiendo varias veces, y virando por redondo, ha navegado al norte, y en línea recta, como unos seiscientos metros. Después de otros movimientos en varias direcciones, ha ascendido definitivamente a la superficie, y hemos visto aparecer el señor Monturiol y demás sujetos, a las doce menos diez minutos en punto, sin observar en ellos el menor síntoma de malestar. En cuanto a los aparatos de locomoción, purificación y los de mayor o menor densidad del Ictineo, partiendo del peso específico del agua de mar, son tan sencillos que permiten al inventor ocuparse en todos ellos, al mismo tiempo que escribir en su cuaderno de observaciones.

Diario de Barcelona (24-IX-1859, pp. 9721-9722). Citado por Riera, Santiago, Narcis Monturiol. Una vida apasionant, una obra apasionada. Barcelona 1986, citado a su vez por Agustí Nieto-galán, La seducción de la máquina, vapores, submarinos e inventores. Madrid 2001.

   
Réplica del Ictineo I en el Museo Marítimo de Barcelona. Fotografía del autor.
  El Ictineo I tenía siete metros de eslora, un casco cilíndrico de madera y cobre de sección elíptica de siete metros cúbicos, con capacidad para cinco o seis tripulantes. El movimiento de la máquina era manual, empleando la propia fuerza muscular de los tripulantes, mientras el timonel se ocupaba del rumbo y la inmersión. Otro casco, también de madera y en forma de pez, envolvía al primero. Para la inmersión disponía de unas vejigas de flotación y unos compartimentos de cobre llenos de aire a baja presión repartidos a lo largo de la estructura, de modo que al intercambiar aire y agua se creaban las condiciones para la flotación en superficie o la inmersión, y una hélice horizontal ayudaba a controlar los movimientos verticales. Para la propulsión horizontal contaba con una hélice de palas planas que era accionada con el esfuerzo humano. Otro gran reto, además del de la propulsión, era el de mantener hermético todo el sistema evitando la entrada de agua. La madera no es el mejor material en este caso, pero Monturiol hubo de contentarse con ella para su prototipo por cuestiones presupuestarias. Para el soporte vital la nave contaba con unos depósitos de aire llenos con 79 partes de nitrógeno y 21 de oxígeno, imitando la composición de la atmósfera a nivel del mar, mientras que el dióxido de carbono (CO2) y el vapor de agua procedentes de la respiración y la transìración, quedaban fijados a un purificador donde el oxígeno era separado de las moléculas de ambos gases y devuelto a la atmósfera de la nave.
    Al año siguiente, 1860, Monturiol escribió su segundo informe: Memoria sobre la navegación submarina, por el inventor del Ictineo o barco-pez, un trabajo lleno de optimismo, mediante el que hacía una llamada a potenciales inversores para desarrollar su invento. También llevó a cabo una campaña de propaganda con la intención de interesar a los poderes públicos, pero el Ministerio de Marina calificó su invención de poco original, uno más entre muchos y demasiado parecido al del francés Payerne, un prototipo propulsado por máquina de vapor probado en aguas del Sena en 1844. La reacción de Monturiol a esta indiferencia oficial fue bastante crítica, llegando a escribir directamente a la reina Isabel II reclamando la intervención del Estado en su proyecto.
    Pero no todas las reacciones fueron negativas. Tras una nueva demostración pública el capitán Miguel Lobo emitió un informe muy favorable en las revistas La crónica naval de España y El museo universal. En la Sección de Ciencias del Ateneo Catalán de Barcelona una comisión formada por un grupo de científicos y técnicos pertenecientes a diversas disciplinas (fisiología, ingeniería naval, física...) evaluó el invento y emitió un informe. Elaboraron un estudio detallado desde el punto de vista de las ciencias médicas y naturales, así como de sus finalidades como instrumento de investigación científica y máquina de aplicación a la pesca o a la guerra. Su tono era de una alabanza moderada, sin tomar demasiado partido, pero con suficientes argumentos favorables como para que Monturiol lo utilizase en futuras reivindicaciones al gobierno.
    A petición de varios diputados catalanes en Madrid, Jorge Lasso de la Vega, director de La crónica naval de España, publicó en 1861 otro informe en el que se afirmaba que el Ictineo superaba todos los requisitos para un buen funcionamiento, destacando algunas de sus virtudes, como su construcción robusta, aislamiento total, respiración autónoma y prolongada en el interior, libertad de movimiento del buque, impermeabilidad de los árboles mecánicos que transmiten movimiento a las hélices, indicadores precisos de rumbo, presión temperatura, etc.
   Tras realizar numerosas y laboriosas gestiones políticas en Madrid, Monturiol consiguió llevar a cabo una nueva demostración pública ese mismo año, esta vez en Alicante, ante los ministros de Marina y de Fomento, el Capitán General de Cartagena y diversos diputados, quienes mostraron su escepticismo y poca disposición.
Esta indiferencia oficial contrasta con el enorme entusiasmo popular. Este mismo año Monturiol fue agasajado públicamente en Barcelona, siendo nombrado además vicepresidente de la Sección de Ciencias del Ateneo, la misma institución que había valorado su proyecto, y fue nombrado además hijo predilecto de Figueres, su ciudad natal, donde se le organizó un gran recibimiento:

A la llegada de Monturiol, la música y el cuerpo de coros ejecutaron una balada ampurdanesa, y los vítores de entusiasmo y las aclamaciones comenzaron para no interrumpirse ya. Acompañaba el señor Monturiol en su carruaje otro en que iban varias niñas vestidas de genios, y esparciendo flores y versos por la carrera, y abría la marcha la orquesta y el cuerpo de coros ejecutando piezas escogidas. Durante el tránsito cayó sobre la comitiva una verdadera lluvia de coronas de laurel, de ramilletes, de versos; de todas partes salían palomas con cintas e inscripciones.
Citado por Riera, Santiago, Narcis Monturiol. Una vida apasionant, una obra apasionada, p. 156, citado a su vez por Agustí Nieto-galán, La seducción de la máquina, vapores, submarinos e inventores. Madrid 2001.

    El escaso eco que suscitó en las instancias oficiales no desanimó a Monturiol, quien ya pensaba en la construcción del siguiente prototipo, el Ictineo II. Sus negociaciones con el gobierno no cesaron, y así recibió un ofrecimiento para fabricar el nuevo prototipo en un arsenal de la marina, pero en 1862 se rompieron las negociaciones, así que se vio obligado a recurrir de nuevo a capital privado. Tras diferentes llamamientos, entre ellos una suscripción pública, que le proporcionaron una suma considerable, más del doble de lo que había recibido para financiar el Ictineo I, en 1864 se fundó la Sociedad Comanditaria La Navegación Submarina, para llevar a cabo los trabajos.
    El nuevo buque contaba esta vez con propulsión a vapor y notables modificaciones y mejoras en el sistema de soporte vital y el control de la inmersión. También contaba con un cañón, condición sine qua non para que la Marina llegase a interesarse en él.
A pesar de todo el esfuerzo el proyecto se vio abocado al fracaso por asfixia económica. Una máquina de vapor debía superar grandes retos para adaptarse a una nave de estas características, el principal de ellos, el espacio; además el ruido y las altas temperaturas que generaría en el interior planteaban problemas a la seguridad y confortabilidad de la tripulación, por no hablar del enorme coste de las piezas. Fue precisamente el alto coste que generaba el intento de incorporación de la máquina de vapor el principal agente que hizo fracasar el proyecto. Finalmente el Ictineo II fue embargado y desmantelado y sus piezas vendidas para satisfacer a los acreedores. Monturiol, acosado políticamente y en bancarrota, llegó a escribir en su desesperación:


Estando el Ictineo embargado y la sociedad que lo sostenía en disolución, vuelvo a estar solo, aislado como en 1857, con la diferencia de que entonces todavía era joven y que ahora me encuentro en la pendiente de una vida trabajada por una lucha de once años contra la Naturaleza y la inercia e incredulidad de los hombres... acreedores impacientes, usando de su derecho, han arrancado de mis manos el Ictineo. Cansados de seguirme, mis buenos compañeros han ido cayendo uno tras otro; el Ictineo, pues, será vendido en pública almoneda. Sin embargo el Ictineo ha abierto a los hombres las puertas del mundo submarino, ha alimentado la respiración de sus tripulantes (…), ha arrojado proyectiles haciendo la carga y disparos de su cañón, siempre invisible, probando así que la patria tenía en él un defensor de sus vastas costas marinas. Esto ha hecho el Ictineo sin otra fuerza que la muscular de sus tripulantes, y ahora que abriga la máquina de vapor, y que encierra en sus entrañas el fuego de las combustiones metálicas; ahora que venciendo graves dificultades prácticas, iba a ser un pez artificial completo, acabado, no necesitando del hombre más que su inteligencia, ahora será vendido como material de deshecho...

Citado por Riera, Santiago, Narcis Monturiol. Una vida apasionant, una obra apasionada, pp. 222-223 citado a su vez por Agustí Nieto-galán, La seducción de la máquina, vapores, submarinos e inventores. Madrid 2001.

    La relación de Monturiol con sus Ictineos concluyó definitivamente en 1870, año en el que vio la luz la célebre novela de Verne, con su trabajo Ensayo sobre el arte de navegar por debajo del agua, una obra eminentemente técnica que serviría como colofón a su carrera.
A pesar del resultado de su aventura inventora, los últimos años de Monturiol no fueron los de un amargado. En 1873 fue diputado en las cortes de la Primera República, director de la Fábrica Nacional del Sello (1873-74), desarrollando más adelante otros trabajos editoriales y dando conferencias. Su inquietud inventora no se desvaneció, ideando, entre otras cosas, un sistema para copiar cartas; otro para obtener un rendimiento mayor en los motores de vapor; una máquina para cortar piedra...
    ¿Un adelantado a su tiempo?, ¿un genio incomprendido en un país mediocre? Hay quien opina que el Ictineo II presentaba problemas insalvables en su época; aun así la indiferencia de las autoridades hacia su trabajo es innegable. Otro gran inventor, el ingeniero Isaac Peral habría de enfrentar problemas similares de ausencia de apoyo de unas autoridades que, por un motivo u otro, envidias, rencillas políticas, o como en este caso, pura desidia, carecieron de la visión de futuro que colocaría a otras naciones de nuestro entorno en posiciones más próximas a la vanguardia y la modernidad.

Larga vida y prosperidad.

Bibliografía:

sábado, 18 de julio de 2015

¡Habemus ganador!

Me complace comunicar a mis lectores que, tal como anuncia Borja González Seoane en su blog Metros por segundo, ya contamos con nuestra Ardilla de oro. El afortunado es José Luis "Pepeñu" Bueno López. ¡¡Enhorabuena!!
   En lo que respecta a mi cuestión, recordemos que se preguntaba por la propiedad observable directamente relacionada con la temperatura de una estrella o de cualquier objeto, la respuesta "corta", aquella con la que me conformaba para dar por buena la respuesta, es el color. De todos los que la acertaron, la mayoría dio esta respuesta, si bien hubo algunas personas que se extendieron un poco más.
   Efectivamente la experiencia nos dice que cuando un material se calienta, empieza a emitir luz (un metal al rojo vivo, los filamentos de las antiguas bombillas incandescentes, etc.) y que el color de esa luz varía a medida que aumenta la temperatura. Así un metal al rojo blanco está más caliente que uno al rojo vivo, y una llama por combustión de butano es azul porque es mucho más caliente que la llama de una vela. 

Bunsen burner flame types.jpgCasting.jpg


Hierro fundido (izquierda). El hierro funde a 1808 grados Kelvin (1535 °C), de ahí su color anaranjado. En la imagen de la derecha, llamas de diferentes colores en un mechero Bunsen. Dependiendo de la cantidad de oxígeno que interviene en la combustión la llama estará a mayor o menor temperatura. La llama azul es la más caliente (unos 7000 grados), mientras que la anaranjada es "más fría" (unos 2000).

   En realidad la relación de la temperatura de un cuerpo con el "color" de la radiación que emite, no se limita a la región visible del espectro; lo que nuestro cerebro interpreta como "color" es en realidad luz de una determinada longitud de onda (así la luz azul es luz de una longitud de onda en torno a 400 nanómetros, mientras que la luz roja lo es en torno a 750 nanómetros), pero el espectro abarca desde las ondas de radio hasta los rayos gamma, pasando por las microondas, el infrarrojo, el visible, el ultravioleta y los rayos x. Todo cuerpo, por el mero hecho de hallarse a una temperatura determinada (por encima del cero absoluto –273 grados centígrados bajo cero o 0 grados Kelvin–) emite luz o radiación, así nosotros, por hallarnos a una temperatura de 37 grados centígrados, emitimos, pero en el infrarrojo, y por eso no nos vemos en la oscuridad, aunque usando cámaras de infrarrojos sí se puede detectar en la oscuridad la presencia de personas o animales.

Electromagnetic-Spectrum.svg
Espectro electromagnético. Todas las formas de radiación, desde las ondas de radio y más largas, hasta los rayos gamma, pasando por la luz visible, son en realidad lo mismo, "luz". Solo se diferencian en la energía, que se relaciona con la longitud de onda a través de la frecuencia. Las longitudes de onda a las que emite un cuerpo están relacionadas con su temperatura.
   Pero un objeto no emite en una sola longitud de onda, sino en un conjunto de ellas, en cada una con diferente intensidad.
   En Física se maneja la noción de cuerpo negro, un objeto hecho de un material ideal de forma que absorbe toda la radiación que recibe (no refleja). Para un cuerpo negro a una determinada temperatura está perfectamente establecida la intensidad a la que emite en cada longitud de onda+ a través de la llamada Ley de Planck. Para diferentes temperaturas hay siempre una longitud de onda en la que el cuerpo emite con máxima intensidad, y la relación entre esta longitud de onda máxima y la temperatura es una relación sencilla.

Black body.svg
Radiación del cuerpo negro. Para cada temperatura existe una longitud de onda en la que la intensidad de emisión es máxima. Así un cuerpo que esté a 3000 K (grados kelvin) emite el máximo en infrarrojo (que nosotros no vemos) pero aún hay una parte que emite en visible, de la cual la mayoría en el rojo-anaranjado, por eso los metales al rojo los vemos de ese color. Un cuerpo que esté a 5000 K tendrá su máxima intensidad en el verde-amarillo, pero como también emite en las demás longitudes de onda, nosotros lo veríamos prácticamente blanco, aunque recibiríamos de él bastante radiación ultravioleta e infrarroja, además de otras en menor medida (pensemos en el sol).


   Muchos objetos reales, entre ellos las estrellas, los metales al rojo y las llamas, pueden considerarse cuerpos negros en primera aproximación, de forma que aplicando las leyes de Planck y de Wien podemos inferir su temperatura. En este principio se basan los termómetros de infrarrojos. Por supuesto los cuerpos reales no son cuerpos negros. Dependiendo del material de que estén hechos existen longitudes de onda en las cuales los cuerpos no emiten (espectro de absorción) que nos permite conocer de qué material está constituido.

Solar Spectrum by NOAO.jpg EffectiveTemperature 300dpi e.png

En la imagen de la izquierda se muestra el espectro de radiación solar en comparación con el de un cuerpo negro a su misma temperatura. Se ve que no coincide pero se ajusta bastante bien. A la derecha una foto del espectro solar donde las líneas negras se corresponden con las líneas de absorción. Estas líneas representan, literalmente, el "código de barras" que nos permite saber qué materiales están presentes en la fotosfera. El helio se descubrió en el sol antes que en la Tierra, de ahí su nombre.

Así, a través de la aproximación del cuerpo negro y de sus espectros reales, la Fisica nos proporciona una herramienta sencilla y elegante de conocer la temperatura y composición de estrellas lejanas, nebulosas, que se hallan a distancias inimaginables.

lunes, 13 de julio de 2015

La ardilla de oro

¡Enhorabuena! si has llegado hasta aquí es que ya has respondido a las cuatro preguntas anteriores. Esta es la última de Física, así que ¡ánimo!
Aquí va:

La temperatura en la superficie del Sol se estima en unos 5500 grados kelvin. Se sabe que hay estrellas mucho más calientes y mucho más frías que el Sol, y sus temperaturas superficiales también están perfectamente determinadas. ¿Con qué propiedad observable de una estrella o cualquier otro objeto se relaciona la temperatura del mismo?


Facililla, ¿eh? ¡Adelante, que tú puedes!

¿Te has perdido? Te recuerdo que la casilla de sdalida está en Metros por segundo ; has llegado hasta aquí desde Cuadernos de Física y el siguiente árbol al que has de saltar es Los mundos de Brana.

Ha sido un placer jugar contigo. Sigue adelante y que haya mucha suerte.

martes, 10 de marzo de 2015

Ada Byron: la primera programadora de ordenadores

Puede sorprender que cuando hablamos de la primera programadora de ordenadores nos estemos refiriendo a alguien que vivió en el siglo XIX. Pero la historia de la computación no se inicia en los años 60 del siglo XX en el MIT, ni en los 40 con ENIAC y Turing, sino que se remonta mucho más atrás en el tiempo. De hecho la primera máquina de cómputo de la que se tiene constancia, el llamado mecanismo de Anticitera, data del siglo I a.C., aunque no fue hasta muchísimo más tarde, a partir del siglo XVII, que empezaron a aparecer en Europa las máquinas de cálculo. Se trataba de ingenios analógicos cuyo funcionamiento se basaba en mecanismos de relojería.
  En 1822 el matemático inglés Charles Babbage (1791-1871), considerado hoy el padre de la informática moderna, presentó a la Royal Astronomical Society de Londres el diseño de su Máquina Diferencial, y unos años más tarde publicó el de su Máquina Analítica, que en su arquitectura incorpora conceptos que se usan en los ordenadores actuales. Fue en este último proyecto en el que colaboró Ada Byron, pues si la máquina analítica es en sus fundamentos un ordenador, ella fue su programadora.

 
Ada Byron King, condesa de Lovelace (1815-1852) primera persona en desarrollar un algoritmo para programar una máquina de cómputo. Retrato de Alfred Edward Chalon de 1840.

  Ada Augusta Byron, condesa de Lovelace tras su matrimonio, nació en Londres el 10 de diciembre de 1815. Era hija de George Gordon Byron, Lord Byron el poeta romántico, de quien heredó su temperamento, y de Anne Isabella (Annabella) Milbanke, mujer con formación científica, de quien recibió una sólida formación. Fue una enamorada de las matemáticas y la poesía, un espíritu soñador cuya sensibilidad artística estaba a la altura de su capacidad intelectual. Sin embargo su vida distó mucho de ser idílica.
  Lord Byron era el perfecto romántico decimonónico: bohemio, mujeriego, irreverente; desdeñaba las convenciones sociales de la época, protagonizando frecuentes escándalos. Antes de que la pequeña Ada cumpliera un año empezaron a circular rumores de que tenía una aventura con su propia hermanastra y Annabella le pidió el divorcio. Poco después abandonó definitivamente Inglaterra y tras recorrer varios países europeos, entre ellos Suiza, donde pasó una temporada con sus amigos los Shelley –Mary Shelley es la autora de Frankenstein, recordemos– se fue a luchar a la guerra de la independencia de Grecia frente al imperio otomano. Allí le sorprendió la muerte en 1824 a la edad de 36 años, cuando su hija tenía 9.
  Annabella por su parte fue una madre dominante que hizo cuanto pudo por evitar que Ada siguiese los pasos de su padre. Su empeño en que estudiara matemáticas estaba motivado por la errónea creencia de que así reprimiría sus emociones y se mantendría alejada de la poesía, que según ella sería su perdición. Era una mujer de ciencia, de ideas progresistas en una época de importantes transformaciones económicas, tecnológicas y sociales, pero al mismo tiempo era también de profundas convicciones morales y religiosas. Poseía sólidos conocimientos en matemáticas y astronomía y diseñó para su única hija un ambicioso programa de estudios, insólito incluso para las clases pudientes de la época.  
 Lord Byron según retrato de Thomas Phillips de 1813.

Annabella Byron (1792-1860).jpg
 Anne Isabella Milbanke según retrato de Charles Hayter de 1812.


  La pequeña Ada se enamoró de las matemáticas, pero no concebía la ciencia, ni la vida, sin el ingrediente poético. Admiraba profundamente a su padre, a quien leía en secreto, pues la lectura de sus obras la tenía prohibida. En cierta ocasión llegó a escribir a su madre: “Si no puedes darme poesía, ¿no puedes al menos darme ciencia poética?”
Para situar a ambas, madre e hija, en su contexto conviene hacer una breve exposición del estado de la ciencia y la relación de las mujeres con el saber científico en la inglaterra de aquella época.
  A pesar de haber sido el motor de la Revolución Industrial, la situación de la ciencia en Inglaterra en el siglo XIX era de manifiesto retraso con respecto al continente. El nivel de las matemáticas que se enseñaban a principios de siglo no iba mucho más allá del que existía en la época de Newton. Incluso surgió un movimiento, organizado por un grupo de estudiantes de Cambrige, entre los que se encontraba el propio Babbage, que sostenía que la causa de este retraso residía en que la ciencia inglesa seguía estando en gran medida en manos de aficionados y sin apoyo estatal, y abogaban por su profesionalización.
  Por otra parte hay que señalar que a partir de mediados del XVIII hubo en Inglaterra un fuerte movimiento a favor del progreso de la educación de las mujeres, si bien no por deseo de incorporarlas a la vida pública en pie de igualdad con los hombres, sino porque se consideraba que los hombres educados preferían casarse con mujeres educadas. Hubo una publicación, Ladies Diary or Woman's almanack, de periodicidad anual, muy influyente y dirigida al público femenino, que prometía a las mujeres que el cultivo de su mente incrementaría su atractivo personal.
  No hay indicios de que a las mujeres se las mantuviera apartadas de la ciencia y las matemáticas. Durante el siglo XVIII aparecieron libros científicos dirigidos al público femenino, escritos y firmados en algunas ocasiones por mujeres. Ladies Diary incluía secciones con acertijos, nociones sobre las fases lunares, horas de salida y puesta del sol, datos de eclipses, etc. y con el tiempo incorporaría problemas matemáticos que abarcaban entre otros, temas de álgebra, funciones trigonométricas, curvas, determinaciones astronómicas de latitudes y longitudes terrestres, series aritméticas y óptica geométrica. Se invitaba a los lectores a resolverlos y enviar las respuestas, ofreciéndose premios a las soluciones correctas, como suscripciones gratuitas.
  Este fue el contexto en el que Anabelle Milbanke recibió la formación científica que luego transmitió a su hija.
  A la pequeña le fascinaba la mecánica y Annabella solía llevarla a las fábricas cercanas para que viera las máquinas en funcionamiento. Por las noches le daba clases de astronomía que incluían reconocimiento de las constelaciones y la mitología asociada a ellas. Así, fascinada por la historia de Pegaso, el caballo alado de Zeus, a los 13 años diseñó una máquina voladora a vapor en forma de caballo con alas. Este aparato, capaz de transportar a una persona, poseería un mecanismo interno para batir las alas, y se completaría con un tablero de mandos que incluía un mapa y una brújula.
Ya hemos apuntado que Annabella fue una madre dominante que trató de borrar del carácter de su hija todo vestigio que recordara a Byron. Esta intervención en la vida de Ada se prolongaría en el tiempo, incluso durante su matrimonio, y hasta el momento mismo de su prematura muerte.
  Esta relación asfixiante la llevó a tener una adolescencia difícil, salpicada de ataques de rebeldía y crisis nerviosas, y en su edad adulta no fue poco frecuente que cayera en profundas depresiones. A los doce años enfermó. Sus piernas sufrieron una parálisis severa, posiblemente de origen sicosomático, que la obligó a permanecer en cama durante casi tres años. Las sangrías que le practicaban los médicos no harían más que incrementar su sufrimiento.
  Durante esta larga enfermedad se dedicó a profundizar en sus conocimientos de matemáticas, lingüística y música, al mismo tiempo que seguía soñando con la poesía y con su padre. Fue en este tiempo también cuando diseñó su máquina voladora, pero su madre, al ver que el entusiasmo y la pasión que ponía en este proyecto la desviaba de sus estudios, la obligó a abandonarlo.
  Se puede decir que le había cortado, literalmente, las alas.
  A los 18 años, en 1833, fue presentada en sociedad y dos años más tarde se casó con William King, 8º barón de King, quien en 1838 se convertiría en conde de Lovelace, adquiriendo ella el título de “honorable condesa de Lovelace”. Tuvieron tres hijos: Byron, Anabella y Ralph Gordon.
  En 1834 trabó amistad con una amiga de su madre, Mary Somerville. Somerville era una brillante matemática y astrónoma autodidacta, traductora al inglés de las obras del físico Pierre de Laplace y autora de varios trabajos propios. En su juventud había tenido que vencer, entre otras dificultades, los impedimentos que le puso su padre, que creía que el estudio causaba esterilidad en las chicas. Logró abrirse paso en la comunidad científica de la época llegando a convertirse en la primera mujer admitida en la Royal Astronomical Society.
  Mary Somerville se convirtió en su tutora y en un modelo para Ada. La orientó en sus lecturas, proporcionándole libros y artículos y la puso en contacto con prestigiosos científicos como el físico Michael Faraday o el matemático Augustus De Morgan, quien la aceptaría como alumna suya en la Universidad de Londres. Ambos apreciaron su talento. También fue ella quien le presentó a Babbage, con quien entablaría una colaboración y una amistad que duraría toda su vida.


Charles Babbage en 1860. Autor desconocido. 

  Babbage había presentado su diseño de máquina diferencial doce años atrás y después de solicitar fondos a la corona para su construcción había recibido una fuerte suma de dimero, pero ocho años después la máquina estaba inconclusa y no había presentado ningún resultado satisfactorio. El retraso se debió en parte a su perfeccionismo, que lo llevaba a rehacer el diseño una y otra vez, y en parte a las desavenencias que tuvo con el fabricante que había sido asignado al proyecto, Joseph Clemens, quien en 1833 terminó por retirar a su personal y sus herramientas a pesar de que en la máquina ya se habían invertido unas 34000 libras, de las cuales la mitad procedía de su propia fortuna personal.
Pero el irreductible matemático, lejos de desanimarse, se embarcó en algo mucho más ambicioso: el diseño de su máquina analítica. La máquina analítica tampoco llegaría a construirse, y de haberse fabricado se habría convertido en la primera computadora de propósito general de la historia. En 1834 volvió a soliticar fondos, pero a partir de entonces, y teniendo en cuenta el precedente, el gobierno británico optó por negárselos sistemáticamente. A pesar de ello dedicaría el resto de su vida a trabajar en este nuevo proyecto.

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Réplica de la Máquina Diferencial exhibida en el Museo de Ciencias de Londres, construida según el diseño de Babbage y con los materiales disponibles en su épooca. La Máquina Diferencial es capaz de calcular numéricamente valores de funciones polinómicas aplicando el método de Newton de las diferencias divididas. Teniendo en cuenta que cualquier función puede aproximarse por un polinomio, esta máquina en sí ya es bastante potente. Esta réplica, construida en 1990, es totalmente operativa.
  
  La máquina analítica incorporaba muchos conceptos visionarios que están implementados en los ordenadores actuales, como el uso de una memoria, a la que llamó storage (almacén) en la que se guardarían resultados parciales que se utilizarían posteriormente en el proceso de cálculo, o un componente principal encargado de realizar las operaciones aritméticas y que llamó el molino, que no es otra cosa que lo que hoy conocemos como el procesador. Babbage también proponía la utilización de las tarjetas perforadas para introducir los programas y los datos. El uso de tarjetas perforadas había sido introducido por Joseph Jaquard en 1805 con el fin de automatizar la reproducción de patrones en los telares.
  Babbage presentó su diseño en 1840 en el segundo Congreso de Científicos Italianos, celebrado en Turín, dejando impresionados entre otros al matemático e ingeniero militar Federico Luigi, conde de Menabrea, quien redactaría un trabajo sobre las notas tomadas en la ponencia, añadiendo sus propias observaciones. Este trabajo, publicado en francés en una revista suiza con el título “Nociones sobre la Máquina Analítica”, llegaría poco después a Inglaterra y a manos de Ada, ávida lectora de todo lo que tuviera que ver con la actualidad científica de su época, quien lo tradujo al inglés. Babbage, encantado con la traducción y con el interés demostrado por la joven hacia la máquina, amén de sus sólidos conocimientos matemáticos, que le permitían entender el diseño, le sugirió que incorporase sus propias observaciones. Durante la redacción de las mismas se estableció entre ellos una amistad que duraría hasta el final de su vida.
  Después del matrimonio la madre de Ada seguía controlando su vida y administrando su fortuna personal. Annabella llegó a un acuerdo con William King para mantener a Ada alejada de las responsabilidades sociales y familiares y que así pudiese dedicar todo su tiempo a sus aficiones. La motivación una vez más era mantenerla ocupada con la ciencia y las matemáticas y que permaneciera alejada de los “vicios”.
  Ada pudo pues entregarse por entero al estudio.
  Sus observaciones y comentarios al artículo de Menabrea consisten en un total de siete notas en las que la autora va mucho más allá de las ambiciones del propio Babbage, cuya concepción de la máquina analítica se restringían al uso específico en el campo del cálculo. Estudiando el diseño en profundidad Ada se dio cuenta de que la máquina podía programarse para que realizara tareas muy diversas, dependiendo del programa que se le introdujera, al igual que ocurre con los ordenadores actuales. En las Notas proporciona numerosos ejemplos de los posibles usos que se podían dar a la máquina, –incluyendo un detallado algoritmo para obtener los números de Bernoulli, que se considera el primer programa de ordenador– y deja la puerta abierta a la aparición de nuevas aplicaciones que no podían ser anticipadas en ese momento, pero que podrían salir a relucir en un futuro a medida que aumentasen los requerimientos de la ciencia y se profuncizase en el conocimiento de la propia máquina.
  La clave de las Notas de Ada Byron es que llegó a entender que la arquitectura de la máquina, el hardware, permitía la posibilidad de que ésta realizase tareas para las que en principio no había sido diseñada, dependiendo del juego de instrucciones, o programa, que se le proporcionade, el software. No sólo fue la primera programadora, sino la primera persona en comprender plenamente el concepto de programación.

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Algoritmo de Ada Lovelace para calcular los números de Bernoulli en la Máquina analítica. Puede considerarse el primer programa de ordenador de la historia.
  Menos conocida es su fascinación por la faceta estética del invento:

(...)la danza ordenada de los elementos mecánicos unos en torno a otros, siempre precisos, el giro perfecto y armonioso de los muelles, el mismo conjunto sólo en apariencia caótico, complejo al tiempo que exacto, contribuye a trascender la funcionalidad de la máquina para llegar a producir auténtica y arrebatadora belleza (...)

  Leyendo estas palabras uno casi puede imaginarse, superpuesto a los engranajes, un ballet ejecutando su danza al compás de la música.
  Ada se ofreció a ayudarlo en la construcción de la máquina, aunque imponiéndole ciertas condiciones: que le permitiera a ella encargarse del aspecto práctico del proyecto y de las relaciones con las personas que él indicara, con las que fuese necesario entablar algún tipo de negociación; que Babbage se comprometiera a dedicar tiempo completo al trabajo de fabricación si fuese necesario su apoyo o su supervisión intelectual “¡sin maldecir, ni acelerar en demasía, tampoco desordenar o cometer errores con los papeles!”; si lograba concretarse una propuesta para la construcción de la máquina, Babbage nombraría a terceras personas para su revisión y aprobación. La naturaleza de estas condiciones y el hecho de que Babbage las rechazara todas son muy reveladores del carácter del matemático.
  Tras el rechazo de Babbage cesó la colaboración, no así la relación personal que se había establecido entre ambos.
  Se sabe que Ada Byron realizó otras contribuciones en campos tan variados como la agricultura y la arquitectura. También se dedicó a la divulgación. Entre otras cosas escribió una crítica del primer libro que trataba de explicar al público la evolución, “Bestiges of the Natural History of Creation”, publicado en 1844, quince años antes de la aparición de El origen de las especies. También tuvo el deseo de difundir los trabajos de Faraday, aunque el delicado estado de salud de éste impidió que pudieran reunirse.
  Poco después de la publicación de las Notas su ya de por sí frágil salud empezó a declinar. Los médicos le diagnosticaron histeria y durante mucho tiempo aceptó ese diagnóstico. Empezó a sentirse aquejada de fuertes dolores que la obligaron durante un tiempo a abandonar su actividad. En esa época los médicos poco más podían hacer que recetar calmantes para el dolor y remedios que “servían para todo”. Así los especialistas le recetaron láudano, una preparación de vino blanco, azafrán, canela y otras sustancias, incluyendo el opio. Las mezclas de drogas y bebidas alcohólicas solían recetarse como medicamentos, así desarrolló adicción al opio y a la morfina además de al alcohol. En sus intentos desesperados por aliviar los dolores bebía cerveza y brandy en demasía y además perdió el apetito y comía poco, lo que contribuía a deteriorar más su estado.
  A principios de 1851 desarrollo una fuerte adicción a los juegos de azar, en especial a las carreras de caballos, que era el pasatiempo de las clases acomodadas. Ya que no podía disponer libremente de su dinero, administrado por su madre, decidió obtener dinero propio apostando. Babbage, que aún soñaba con la posibilidad de adquirir fondos para construir su máquina, se dejó llevar y la siguió en sus fantasías de suerte y riqueza. Entre los dos elaboraron complicadas fórmulas estadísticas que supuestamente les servirían para ganar, pero lo único que lograron fue contraer cuantiosas deudas. Ambos se jugaron sus ahorros –ella se las ingenió para jugarse la fortuna familiar y él lo poco que le quedaba–. Ada saldó en parte las numerosas deudas contraídas con las joyas de la familia.
 Se dice que, al igual que su padre, Ada mantuvo numerosas relaciones extramatrimoniales con prestigiosas personalidades de la época, entre ellos Dickens y hasta el propio Babbage. No existen pruebas concluyentes, pero teniendo en cuenta la similitud de carácter con su padre y la fuerte represión a que fue sometida por su madre, la idea no es descabellada.
  En junio de 1851 empezó a tener fuertes hemorragias. Cuando William King informó a su suegra de los síntomas que padecía su esposa, así como de las deudas contraídas por ésta en el juego, Anabella montó en cólera. Acusó al conde de que a su lado Ada había abandonado los valores morales y el decoro, comportándose como su padre y su abuelo paterno, permitiendo que “las malignas tendencias de los Byron” se manifestaran en ella.
Dos meses más tarde los médicos le comunicarían la mala noticia: padecía cáncer de útero. Tras más de un año de dolor y sufrimiento –sufrimiento que Anabella no contribuyó precisamente a mitigar– murió el 17 de noviembre de 1852 a la edad de 36 años, la misma a la que había muerto su adorado padre.
  Poco antes de morir, Anabella la aisló de todos sus amigos y la sometió a una “preparación para la muerte” que consistió en hacerle confesar todos sus pecados y vicios, los reales y los imaginados por su mente calenturienta. Le decía que estuviese agradecida porque el dolor suponía la purificación de todos sus pecados. La obligó a hacerla heredera y responsable de todos sus papeles, muchos de los cuales destruiría luego, y le hizo firmar un documento por el que aceptaba que se hiciera cargo de la educación de sus tres hijos.
Fue enterrada, tal y como había sido su deseo, junto a la tumba de Lord Byron en la cripta familiar, situada en la iglesia de Santa María Magdalena de Hucknall, distrito de Ashfield, East Midlands.

Es tu rostro como el de mi madre, ¡mi hermosa niña!
¡Ada! ¿Única hija de mi casa y corazón?
Cuando ví por última vez tus azules ojos jóvenes, sonrieron,
y después partimos, no como ahora lo hacemos,
sino con una esperanza.
Despertando con un nuevo comienzo,
las aguas se elevan junto a mí; y en lo alto
los vientos alzan sus voces: Me voy,
¿a dónde? No lo sé; pero la hora llegará
cuando las playas, cada vez más lejanas de Albion,
dejen de afligir o alegrar mis ojos.


                                     Lord Byron




  Larga vida y prosperidad.
                    
Lecturas recomendadas:

Sobre Ada Byron:

Lidia Andino. “Ada Byron”. Una breve biografía de poco más de 100 páginas que nos introduce en su vida y obra.

Betty Alexandra Toole: “Ada, the Enchantress of Numbers: Prophet of the Computer Age”. La biografía más completa.

Eugene Eric Kim y Betty Alexandra Toole: “Ada and the First Computer”, Universidad de Virginia. Disponible online

Sobre historia de la computación en general:

Carlos A. Coello Coello. “Breve historia de la computación y sus pioneros”

Sobre la ciencia en el s. XIX:

Stephen F. Mason. “Historia de las ciencias”, vol. 4, “La ciencia del siglo XIX”


Ucronía:

William Gibson y Bruce Sterling: “La máquina diferencial”. Novela del género steampunk en la que se explora qué hubiera pasado si la máquina de Babbage se hubiese construido y luego fabricado en serie y utilizado masivamente.