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diciembre 2018

Los elementos químicos descubiertos a lo largo de los últimos 300 años

Este instructivo vídeo muestra cómo ha sido el descubrimiento de 105 elementos químicos en los últimos 300 años. Antes de eso no se sabría gran cosa sobre el tema, así que añadidos a los otros 13 que se conocían de la antiguedad forman los 118 de la tabla periódica de los elementos actual.

La ONU por cierto ha proclamado el año 2019 como el Año internacional de la tabla periódica de los elementos químicos, así que hay que irla repasando y qué mejor manera que esta.

Los 13 elementos que toma el vídeo como «conocidos desde la antigüedad» son el carbono, fósforo, azufre, hierro, cobre, arsénico, plata, estaño, antimonio, oro, mercurio, plomo y bismuto. El vídeo comienza en el año 1718 y hasta 1739 no se descubre el cobalto, que es el siguiente que se añade. El hidrógeno a pesar de ser tan abundando en el universo y tan elemental no se descubrió hasta 1766.

Cuando comienza el siglo XIX ya se conocen 35 elementos, incluyendo el uranio aunque no estaba muy claro qué era exactamente –aunque se sabe de hecho que en el siglo I ya se empleaba como pintura para decorar cerámica–. Por cierto, que tomó su nombre del planeta Urano, no al revés.

A principios del siglo XX la tabla ya tenía 85 elementos, con tan solo el tecnecio y el astato como principales ausentes de la parte principal de la tabla (excepto la séptima fila; números atómicos 87 a 118). Todos los demás que faltaban eran las llamadas tierras raras: lantánidos y actínidos. De hecho del elemento 95 al 118 sólo existen versiones «sintetizadas en laboratorio» porque no se encuentran en la naturaleza. El último elemento se descubrió el 30 de diciembre de 2015; los últimos nombres y símbolos se confirmaron en noviembre de 2016.

Un vídeo sin duda instructivo y curioso, que probablemente puede venir bien a la chavalada de secundaria para familiarizarse con la tabla.

(Vía Visual Capitalist.)

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Nota: en la parte principal de la tabla del vídeo hay dos huecos para los elementos 71 y 103, pero es porque a veces se sitúan al final de las filas de las tierras raras. Son el lutecio (Lu) y el laurencio (Lr), aunque en el vídeo por error han puesto al laurencio el símbo del rubidio (Rb) elemento 37).

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Los campos magnéticos del universo en una colosal simulación

IllustrisTNG

El proyecto IllustrisTNG genera simulaciones cosmológicas de la formación de galaxias, algo que denominan simulaciones magnetohidrodinámicas, con la idea de arrojar algo de luz a los procesos mediante los que se crean y evolucionan estas estructuras en el universo.

En su página web de imágenes y vídeos tienen un montón de material interesante y muy bonito, casi «artístico» se diría, aunque todo procede en realidad de los puros datos surgidos de los modelos matemáticos. El que ilustra esta anotación por ejemplo es una simulación de la potencia del campo magnético interestelar [MPEG4], con regiones azules y púrpuras de baja energía a modo de filamentos de la «telaraña cósmica», mientras que las regiones blancas y naranjas son donde hay campos magnéticos más intensos: en el interior de las galaxias. [Del mismo vídeo hay versión 4K que debe ser más impresionante todavía, aunque a mi no me ha funcionado.]

Para hacerse una idea de la magnitud de esta simulaciones y su complejidad baste saber que la imagen corresponde a una región de unos 10 megapársecs: unos 300 trillones de kilómetros (3 × 1020 km).

A quien le interesen estos temas le gustará también este artículo: The Universe Is Not a Simulation, but We Can Now Simulate It (Quanta Magazine), que es donde encontré la referencia original. Allí se cuentan las dificultades y se explican las técnicas que utilizan los astrofísicos para la creación de estos modelos que buscan simular cómo es el universo a tan grandísima escala.

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Dibujar para memorizar y recordar mejor

Mounzer Awad @ Unsplash

Unos recientes trabajos de investigadores de la Universidad de Waterloo han confirmado algo que en cierto modo más o menos se conocía –en especial entre los aficionados a los métodos mnemotécnicos– pero ahora ha sido comprobado experimentalmente. Tal y como se publica en The British Psychological Society, cuando se trata de memorizar datos, el hecho de dibujar algo es infinitamente superior de cara a recordarlo que simplemente escribirlo. Es tan grande la diferencia que no sólo ayuda a los adultos más mayores que empiezan a «olvidar cosas» sino incluso a quienes padecen de una pérdida avanzada de las funciones cognitivas.

La investigación consistió en pedir a los voluntarios que recordaran largas listas de palabras comunes (perro, manzana, camión…) y luego comprobar cuántas podían recordar al cabo de unas horas o varios días. Había cierta diferencia entre quienes simplemente las memorizaban o las escribían y sobre todo respecto a quienes las dibujaban (incluso aunque fuera con unos pocos garabatos en unos pocos segundos). También probaron con conceptos más complicados y términos como «isótopo», dejando más tiempo para dibujar; también funcionó. Si se les pedía simplemente calcar un dibujo ya existente o dibujar a ciegas sin ver el papel la cosa mejoraba, pero no tanto.

Lo que les pareció más curioso a los investigadores es que la mejora en la capacidad de memorización no dependiera de la calidad de los dibujos: incluso dibujando muñecos de palo había una diferencia notable. Aunque la técnica puede ser simplemente una más al tratarse de varios estudios relacionados que apuntan todos en la misma dirección creen que puede ser relevante de cara a plantear estrategias para ayudar a traer de vuelta los recuerdos y reforzar la memoria de muchas personas.

Esta noticia me recordó dos cosas: una, la noticia de la abuelita aquella que utilizaba una agenda de teléfonos con dibujos hechos por su nieto porque no sabía leer y con los dibujos había resuelto el problema (lo cual requiere también asociar dibujos con personas reales y sus nombres). La otra es la del conocido y muy práctico método de loci o «palacio de la memoria», una técnica de memorización que consiste en recordar una secuencia de palabras asociándola a objetos que están en un lugar o un recorrido imaginario. Es fácil de llevar a cabo y muy útil. Hay incluso quien lo utiliza para memorizar el orden de dígitos aleatorios o los naipes de una baraja mezclada.

Algo similar que leí hace poco y también parece funcionar es algo así como «el método del absurdo» para recordar pequeños datos un tanto irrelevantes durante el tiempo justo: si aparcas el coche en la calle, tienes que acordarte de hacer algo al llegar a la oficina o de llamar a una persona sin falta, basta visualizarlo la cosa o asunto junto con algo totalmente absurdo e inusual en ese contexto (mi favorito es un salmón gigante). De algún modo eso se queda guardado en la memoria como algo «raro e impactante» y cuando necesitas recordar el lugar exacto o la persona a quién tenías que llamar es más fácil acordarse del «complemento absurdo», que a su vez extrae de la memoria el dato original. Tan absurdo como fácil.

{Foto (CC) Mounzer Awad @ Unsplash.)

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Relojes matemáticos: el modelo «123» y otros a cuál más curiosos

Reloj 123

En Maths around the Clock la profesora de matemáticas Antonella Perucca ha recopilado algunos relojes que utilizan una numeración matemática inusual, aunque correcta. Eso sí, hacen pensar un poco antes de decidirse a dar la hora correcta, y algunos son realmente complicados. Este por ejemplo es el reloj 1-2-3, que sólo emplea los dígitos 1, 2 y 3 y operaciones matemáticas sencillas para generar todas las horas del reloj: de la 1 a las 12.

Reloj pi

De ese estilo están los relojes 1, 2, 3… etc donde sólo se utiliza un dígito, además de otros muy curiosos como el reloj e, el reloj binario, el reloj de los números primos… A mi me gustó especialmente el reloj pi (π) donde se utilizan los semicorchetes para simbolizar las funciones parte entera techo y suelo (es decir: el entero más próximo hacia arriba o hacia abajo) y eliminar los molestos e infinitos decimales.

Si te gustan estos relojes por aquí ya hablamos en su día del reloj 9 (todo construido con nueves) o del reloj en radianes, que se unen a otros curiosos como el reloj de los procrastinadores o el reloj versión redundante.

(Vía @TeachFMaths.)

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El rey de la noche: historias de ajedrez en Nueva York

Este minidocumento de la selección de The Atlantic es lo más entrañable que me he encontrado en mucho tiempo. Es la historia de una tienda de ajedrez llamada Chess Forum que está en el Greenwich Village de Manhattan y de Imad Khachan, su propietario.

Dicen de Chess Forum que es «la última tienda de ajedrez», aunque seguro que exageran un poco. En su web se autodenomina «la más grande» y no sé si en tamaño pero desde luego sí por la grandeza de los personajes que por allí aparecen. El propietario es un refugiado palestino que acabó compitiendo en los 90 con otra tienda llamada Chess Shop que había en la misma calle, tras desavenencias con su propietario. Según cuenta Kottke aquella época fue conocida en los círculos ajedrecísticos como la pequeña Guerra Civil en Thompson Street.

En Chess Forum hay todo tipo de equipamiento: tableros, piezas, relojes… Algunos más «góticos» que otros; también hay un hueco para otros juegos, como el backgammon o el go… Además de eso hay unas cuantas mesas para jugar, en las que los aficionados pasan sus horas. Todo acompañado de literatura ajedrecística, desde libros para los niños como colecciones para los mayores. Visita obligada para el próximo viaje a Nueva York, vamos.

Aunque detrás de todo eso lo más poderoso son los personajes y sus historias: desde la del propio Imad a la de los aficionados que pasan allí sus horas y los clientes que la frecuentan.

Chess Forum está a unas manzanas del Washington State Park, un lugar emblemático para los aficionados al ajedrez porque es donde se reunen los buscavidas que ofrecen jugar partidas rápidas por dinero (quién recuerde la película Buscando a Bobby Fischer recordará la escena). Toda una experiencia si vas con ganas de simplemente divertirte y perder unos dólares, porque desde luego ganarles es más que difícil: los hay que hasta hacen trampa intentando realizar movimientos ilegales –si cuela, cuela– pero se pueden encontrar partidas mucho más tranquilas.

Acerca de estos curiosos personajes están por ahí los documentales Street Knights (Matt Baron) y Men Who Would Be Kings (de Miro Reverby). Chess Twins tiene una enorme lista de partidas en las que los aficionados –de todos los niveles- tratan de no ser «cazados» por los profesionales del ajedrez callejero, ganando en algunas ocasiones (tampoco es raro que se dejen ganar al principio para pillar a la gente en las revanchas): NYC Chess Hustling.

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La física de los viajes temporales al pasado: qué hace falta para construir una máquina del tiempo

Las leyes de la física actuales parecen indicar que el negocio del turismo temporal no es una buena inversión.

– José L. F. Barbón, físico
Instituto de Física Teórica de Madrid

Desde luego no es tan fácil como ir a la tienda y comprar un condensador de fluzo, pero es difícil que un físico te diga que es absolutamente imposible construir una máquina del tiempo para viajar al pasado. Por eso esta exposición con la tradicional pizarra, tiza y líneas de espacio-tiempo de José Luis F. Barbón me ha parecido estupenda: porque a cada paso matiza «pero podría ser…», «hasta donde sabemos…», «pero también podría suceder…» complicando el asunto hasta el límite de lo que llama «especulación extrema». Pero todo con un lenguaje muy coloquial y fácil de entender.

El vídeo es una estupenda explicación del principio de localidad, que está absolutamente comprobado de forma experimental… pero sólo hasta escalas del orden de 10-17 cm, aunque se cree que podría ser igual de válido hasta la escala de Planck, hacia 10-33 cm. Pero podría ser que no.

Aprovechando lo que Einstein nos enseñó acerca de cómo la gravedad es equivalente a una curvatura del espacio-tiempo algo que podría suceder, aunque no hemos llegado nunca a verlo, es que se pudiera curvar tanto el espacio-tiempo que los conos de luz que representan el espacio-tiempo llegaran a darse la vuelta y entrar en bucle (como en El día de la marmota) lo cual sería poco interesante. Pero si se curvaran convenientemente formarían los conocidos agujeros de gusano, que el físico define como «una especie de oreja con forma de bucle» en la que entran partículas y salen partículas, pudiendo tomar luego caminos diferentes.

Nada está muy claro llegados a este punto, porque todo es altamente especulativo, pero hay todo tipo de problemas: desde las casi inevitables paradojas que se producirían (que para evitarlas requieren que la versión «antigua» de los viajeros hayan de percibir que ha llegado desde el futuro una «versión nueva» de sí mismos, lo cual ya resulta un poco paradójico) a los efectos multiplicadores que tendrían esos viajes hacia atrás en el tiempo, dando lugar a nuevas partículas duplicadas y por tanto a nueva energía que habría de compensarse con un tiempo de «energía negativa» que quedaría dentro del agujero de gusano.

Para colmo todo estaría lleno de ondas gravitatorias y otros productos de las interacciones entre las partículas antiguas y nuevas (que podrían entrar en bucle infinitas veces) y que muy probablemente se acumularían, generando un agujero negro y colapsando el agujero de gusano. No está nada claro cómo podría suceder nada de esto, porque depende de innumerables factores y de partículas que ni conocemos y de soluciones a ecuaciones que no está del todo claro que puedan ser realmente válidas. Tampoco se sabe a qué escala sería válido; desde luego no a la nuestra. Si acaso lo fuera probablemente sólo lo sería a escala de Planck en cuanto a tamaño y también cuanto a tiempo: 10−44 segundos, lo cual –como jocosamente decía el profesor– no sería muy práctico como viaje turístico, sinceramente.

Lo mejor de todo es que durante unos minutos se puede tanto dejar volar un poco la imaginación como aprender sobre algunos conceptos físicos importantes de forma muy divulgativa: la localidad, los conos de luz, la causalidad, el espacio-tiempo, los agujeros de gusano y sus efectos sobre las partículas elementales.

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Los generadores aleatorios de las piezas de Tetris no son tan triviales como podría parecer

Tetris Frequency

Mezvan compartió hace un tiempo esta imagen de la distribución de piezas en una partida de Tetris, un tanto chocante porque contiene más piezas largas –llamadas «I» por su forma– de lo que se suele experimentar. Así que estuvimos mirando algunas páginas al respecto.

Resulta que el algoritmo generador de piezas aleatorias del Tetris no es tan trivial como se podría pensar. Si aparecieran piezas puramente al azar cada una de ellas tendría 1 probabilidad entre 7 de ser la siguiente. Pero esto podría llevar a series demasiado repetitivas y que en caso de tener «muy mala suerte» que no apareciera la pieza deseada en una larga secuencia quizá de 10, 20 o 40 piezas (suficiente como para matar la partida). Así que sus creadores pensaron en otras fórmulas.

Según parece el «generador de piezas» –que es como lo llaman– varía de unas versiones del juego a otro. En el Tetris de Gameboy por ejemplo se intentó que la misma pieza no pudiera aparecer tres veces seguidas. Cada pieza tiene asignado un código binario entre 000 y 110 y se realizan diversas operaciones OR con un valor al azar dependiendo de los dígitos anteriores, rechazando las nuevas piezas generadas si no cumplen «ciertas condiciones». El resultado de esa complicación es que en la práctica las probabilidades son: L: 10,7%; J, I, Z: 13,7%; O, S, T: 16,1%. (Ese algoritmo es de Henk Rogers).

Tal y como explican en el Tetris Wiki, la versión más «oficial» al respecto dice que su generador aleatorio funciona considerando las siete piezas (I, J, L, O, S, T, Z) mezclándolas como si fueran una baraja de naipes y sirviéndolas por orden como «sacándolas de una bolsa». En total hay 5.040 permutaciones posibles, de modo que a una mezcla de las primeras siete pueden seguir unas ~5.040 mezclas distintas a continuación y es difícil que se repitan completas. La distancia más larga entre piezas iguales tiene 12 piezas intermedias (por ejemplo siendo la primera una I y la última otra I, con otras 12 entre medias). Pero hay variantes de este algoritmo que emplean «bolsas» de 8 piezas, con una de ellas repetidas, y otros en los que la primera pieza de cada bolsa siempre ha de ser I, J, L o T.

Tetris Forever

Colateralmente Mezvan nos pasó también el enlace a Playing Tetris forever donde se explican los algoritmos para «jugar eternamente al Tetris», métodos que tienen algunas limitaciones (como que el generador aleatorio tenga ciertas características y se conozcan las tres piezas «siguientes», cosa que no sucede en todas las versiones) pero que resulta muy interesante también.

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Los entusiastas chinos que han construido una réplica a escala real de un Airbus 320

Para ser sinceros, mi familia estaba bastante en contra de este proyecto al principio.

– Zhu Yue
líder del proyecto

Todo empezó con el diseño de una casa con forma de avión, pero acabó yéndoseles de las manos. Han tardado dos años y se han gastado unos 400.000 euros al cambio, pero seis granjeros chinos aficionados a la aeronáutica –que claramente encajan en la definición de aerotrastornados– han conseguido su sueño: fabricar una réplica a tamaño real de un Airbus 320.

Al estar construido de madera y metal y no tener motores ni electrónica obviamente no vuela, pero el hecho de que esté a escala 1:1 le confiere cierta personalidad y un toque «mira lo que podemos hacer». Algo que según parece es típico de una cultura de la réplica como «cuestión de poderío», tal y como analizó en Bianca Bosker en un libro acerca de esa peculiar subcultura arquitectónica china: muchas veces no copian porque sean no tengan ideas originales o por ahorrar en diseño; copian para demostrar que pueden hacerlo y que su poderío es tan grande como el de los demás.

Para acceder al avión se utiliza un pequeño camioncito-escalera, también construida en madera, y aunque de momento está vacío planean convertirlo en un restaurante, un pequeño hotel o algo parecido. Al parecer en china la historia ha sido toda una sensación, impregnada un poco de la idea de meterse en un proyecto un tanto colosal «para cumplir un sueño de la niñez»: tener un avión propio, aunque sea de madera y no vuele. Pero… ¿Y lo bien que te lo pasas haciéndolo?

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DecodeUnicode: un largometraje (un tanto monótono) sobre los sistemas de escritura de todos los lenguajes

Con 2 horas y 31 minutos de duración, este curioso largometraje creado por Siri Poarangan a partir de una idea-prototipo que se remonta a 2005 muestra los 109.242 caracteres de Unicode 6.0 uno por uno. Tan embelesante como monótono.

Para poder mostrarlos todos se visualizan a unos 10-12 por segundo, incluyendo letras, números, ideogramas, ideografos, dingbats y otros símbolos. Si echas un vistazo puedes ver desde símbolos de puntuación a jeroglíficos y símbolos cuneiformes.

Los cambios en los conjuntos de caracteres están indicados con el color de fondo; también el sonidito de fondo tic, tic, tic, ¡zing!… tiene su razón de ser.

Actualmente Unicode va por la versión 11.0 (y es que lo de los emoji ha dado mucho juego), pero la película es de hace unos años y es lo que había. Quién sabe si la actualizarán algún día.

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StateOftheArt.AI: los últimos avances en inteligencia artificial

StateOftheArt.AI

StateOftheArt.AI es una recopilación acerca de lo que técnicamente se conoce como Estado del arte*, «tecnología punta» o «últimos avances» en el campo de la inteligencia artificial. Está creado por la comunidad y ya contiene más de 2.000 referencias.

Cada trabajo aparece con su título hiperenlazado (ya sea a arXiv u otros lugares) y clasificado por área de conocimiento (visión artificial, teoría de juegos, redes…) y tareas (aritmética, generación de programas, transformación de cadenas…) También están indicadas las fechas, los autores y los nombres de los algoritmos o conjuntos de datos que se emplean, e incluso se indica si se presentaron en alguna conferencia.

El proyecto está en fase beta, pero parece completamente funcional. Como es una herramienta comunitaria las personas interesadas en todas estas áreas de la inteligencia artificial pueden subir sus aportaciones, rellenando un sencillo formulario. Registrarse es sencillo y cualquier aportación es buena para ir completando la base de datos.

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(*) La expresión «estado del arte» se deriva del inglés y diversas fuentes la consideran «calco inapropiado del inglés state-of-the-art». Aclarado esto no merece la pena entrar en más discusión. Cuando se trata de trabajos científicos, patentes y especialmente en el campo de la tecnología es habitual usar el término en inglés o el «calco» para dejar claro que se refiere a trabajos científicos o técnicos publicados respecto a un tema, especialmente en las patentes.}


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