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Archive for fevereiro \28\UTC 2009

Bill Moyers entrevista Robert Johnson…

sábado, 28 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 Deixe um comentário

Pra quem não conhece os personagens em questão: Bill Moyers e Robert A. Johnson.

Bill Moyers entrevista Isaac Asimov…

sábado, 28 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 Deixe um comentário

A semana nos arXivs…

sexta-feira, 27 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 Deixe um comentário

Depois de uma semaninha fraquinha… algumas coisas bem interessantes estão aparecendo pelos arXivs está semana…



Vendo efeitos quânticos com os olhos

quinta-feira, 26 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 Deixe um comentário

Um grupo de físicos propôs um esquema experimental que permite visualizar com os olhos um par de fótons emaranhados quanticamente.

A mecânica quântica é uma teoria que tem até hoje uma certa dificuldade de ser aceita por algumas pessoas devido ao fato de ser bastante estranha, vamos dizer assim, comparada aos fenômenos macroscópicos. Embora uma bola pulando constantemente elasticamente contra uma parede nunca pode ser encontrada do outro lado sem destruir o obstáculo, no problema análogo em mecânica quântica onde uma partícula se choca com uma parede constantemente há uma probabilidade de você encontrar a partícula do outro lado sem desturir o obstáculo. Esse é o chamado efeito de tunelamento quântico, que é fundamental para as reações nucleares ocorrerem (p.ex. as reações nucleares em que núcleos emitem elétrons só são possíveis porque o elétron tunela através da parede representada pela atração eletrostática dos prótons).

Outro fenômeno curioso da mecânica quântica é o emaranhamento. Uma definição exata de emaranhamento ainda é assunto de disputa, mas a idéia básica é que um sistema físico S é dividido em partes, digamos A e B, e há conhecimento sobre todo o sistema S que não pode ser reduzido a soma do conhecimento sobre os estados de A e B. Em outras palavras, como parece ter sido observado pela primeira vez por von Neumann, na mecânica quântica conhecimento sobre as partes não garante conhecimento sobre o todo!

Pois bem, feixes de luz emaranhados já são conhecidos faz um tempo. Mas emaranhamento de luz se concentrou, até hoje, em utilizar poucos (e muitas vezes um único) fótons. Todavia semana passada um grupo da Universidade de Genebra e de Bristol propuseram um esquema experimental onde feixes macroscópicos de luz são emaranhados. A diferença? Você pode ver estes com os olhos!

O arranjo experimental consiste em primeiro criar um par de fótons emaranhados e passá-los por um material onde outro feixe de luz incide na mesma freqüência e devido a processo descoberto por Einstein de emissão estimulada, vários novos fótons são produzidos no mesmo estado emaranhado original. Isso produz um feixe macroscópico de luz em estado emaranhado que então pode ser visto a olho nu. Os feixes emaranhados A e B podem ser então direcionados a dois observadores, cada um com o seu filme Polaroid, e eles podem checar que a determinação da polarização entre eles está 100% correlacionada.

Eu não sei quão viável a idéia é e também não entendo os detalhes do artigo original. Também o artigo não foi revisado por pares ainda, ou aceito para publicação. Porém pelo menos um físico que entende bem do assunto, Seth Lloyd do MIT comentou positivamente a respeito do trabalho.

Esse trabalho também é interessante devido ao fato de que o mecanismo proposto preserva a natureza quântica do estado de luz de dois fótons para um conjunto grande de fótons. Resolver esse tipo de problema é um dos maiores desafios para a realização de computadores quânticos úteis. O que acontece é que já foi possível realizar computação quântica com poucos átomos, núcleos ou fótons (e.g. o caso do computador quântico de ressonância magnética da IBM que sabe fatorar o número 15), mas a dificuldade de escalar esses sistemas para sistemas grandes que possam realizar computação similar aos computadores eletrônicos é um dos desafios da física e engenharia atuais.

Para saber mais

  • Assista ao vídeo do colóquio Convite a Física “Emaranhamento, Realismo e Não-Localidade”, Paulo A. Nussenzveig. (não-técnico, espero…)
  • Um artigo técnico introdutório.

Matemática na era da Web2.0…

quarta-feira, 25 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 3 comentários

A WWW daria uma lousa e tanto… se a gente conseguisse rabiscar uma equação

A WWW foi concebida no CERN e, desde então, o patamar em que chegamos atualmente (chamado de Web 2.0) é bem diferente daquilo que se imaginava na época da criação da Web. Hoje em dia já se fala em Web 3.0, que é uma espécie de codinome para Cloud Computing. Porém, o sonho original para a WWW é a chamada Semantic Web. Eis o próprio T.B. Lee falando sobre esse assunto,

De fato, a tal “Web 3.0” deve incluir toda essa parte “semântica” (veja mais em W3C Semantic Web Activity, The Semantic Web e The Semantic Web Revisited (PDF)), chamada tecnicamente de Metadata — apesar de que a incorporação de todos esses “metadados” em bancos-de-dados e aplicações (“cloud”) afins ainda vai levar algum tempo. 😉

De qualquer maneira… essa “simples” idéia — de assimilar os “metadados” de forma fundamental e intrínseca nas entranhas da Web — tem um enorme potencial quando o assunto é Publicação Científica. Um exemplo claro disso é o Scientific Publishing Task Force: Mindswap: Science and the Semantic Web, Science and the Semantic Web (PDF), Semantic web in science: how to build it, how to use it, ScienceOnline09: The Semantic Web in Science.

Então, como se pode ver com clareza, essa idéia de se associar “semântica” aos elementos já pertencentes da WWW, realmente será algo revolucionário.

A razão pra essa longa introdução é o paradigma adotado pelo MathML, que é a linguagem que permitirá a introdução de linguagem Matemática na WWW. Existem dois modos de se “descrever” uma informação em MathML, Presentation MathML e Content MathML — enquanto o pMathML foca na apresentação e aparência das equações e elementos matemáticos, o cMathML foca no significado semântico das expressões (num esquema bem parecido com Cálculo λ 😎 ).

Então, fica claro que o objetivo de MathML não é apenas o de “apresentar” uma informação, mas também de dar significado semântico a ela, o que fará com que a comunicação matemática seja muito superior do que a comunicação atual, feita em HTML!

O paradigma atual: \TeX

Hoje em dia, efetivamente, quem tem necessidade de publicar muitas equações usa \TeX, mais especificamente, usa-se \LaTeX — esse é o de facto padrão.

Essa linguagem é extremamente poderosa, versátil e flexível, podendo ser extendida de várias maneiras diferentes. E isso facilita muito sua aplicação em várias áreas diferentes: desde símbolos matemáticos, gráficos vetoriais, …, até símbolos musicais, de xadrez e tipografia em línguas gráficas, como árabe, hindu, chinês e afins!

Por essas e por outras, atualmente é muito mais comum de se encontrar programas que convertem de \TeX para MathML do que programas que nativamente facilitam a edição nativa [em MathML]. Tanto que existe um livro unicamente dedicado a esse assunto: The LaTex Web Companion. Aliás, nessa linha, eu recomendo o uso do formato DocBook, cuja saída pode ser HTML, PDF, \TeX (via o uso de XSLT), etc.

Portanto, o que acabou acontecendo é que quando alguém precisa publicar fórmulas e afins, ou se cria um documento em PDF, ou se usa de “algum desvio” para colocar a informação na Rede — em geral, esse desvio consiste em se converter o conteúdo desejado em alguma imagem, e inserí-la no HTML em questão.

A saída: habilitar os navegadores

A alternativa pra tornar tudo isso integrado (Web 3.0, MathML, etc) e unificado é prepararmos os navegadores para essa nova jornada, nova etapa, da WWW. Por exemplo, o Firefox tem toda uma infra-estrutura dedicada para MathML: MathML in Mozilla. Porém, pra isso, é preciso que os desenvolvedores de navegadores sigam os padrões já definidos para MathML. Essa é uma lista dos navegadores que suportam MathML. Além disso, pra quem usa Firefox, esse é um ‘add-on’ bem interessante, Firemath (eu não tenho uma conta com o Mozilla, então, se alguém que tiver uma conta quiser me mandar o add-on, eu agradeço 😉 ).

Portanto, o caminho ainda se encontra aberto… e as possibilidades são infinitas! 😈

Referências…

Mecânica Estatística ou “como jogamos informação fora?”

quarta-feira, 25 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 6 comentários

Uma pergunta me intriga mais que qualquer outra: como jogamos fora informação? Como selecionamos que pedaço de informação é mais crítico que outro?  Não estou me referindo a técnicas de memorização nem a interpretação de texto. Estou falando de física.

Uma grande área da física denominada Física Estatística é muitas vezes descrita como o estudo de como partimos da dinâmica microscópica de um sistema físico e descobrimos como ele se comporta macroscópicamente no limite termodinâmico – ou seja, no limite de muitos e muitos graus de liberdade. Quando fazemos isso partímos de um espaço de configurações com um certo número (grande) de graus de liberdade microscópicos:

\{x_{1},x_{2},\ldots,x_{N}\}      N\rightarrow\infty,

para um diagrama de fases macroscópico com um número pequeno de variáveis:

\{\theta_{1},\ldots, \theta_{p}\}.

É fácil ver que quantidade de informação que pode ser armazenada por p-variáveis, localizadas num volume \Omega_{p} p-dimensional, é da ordem de \log_{2}(\Omega_{p}) bits e portanto aproximadamente linear em p. Isso levanta a seguinte questão: para onde foi toda a informação contida nas variáveis x_{k} ???

Se as variáveis \theta_{k} são uma descrição macroscópico (N\rightarrow\infty) suficiente, a informação contida em x_{k} é tremendamente redundante?

Isso parece ser parte da resposta. Imagine novamente o exemplo que explorei no meu último post, da moeda lançada para cima. Naquela ocasião eu descrevi o espaço de configurações microscópico da moeda como uma série de atratores, caracterizados “macroscópicamente” por uma variável binária “cara” ou “coroa”. Para o que nos interessa com relação a várias perguntas macroscópicas, basta saber a que face para cima cada configuração corresponde. A mesma redução tremenda da quantidade de informação necessária é observada: a informação contida numa quantidade aparentemente infinita de órbitas possíveis para o moeda é resumida em apenas um mero bit: “cara” ou “coroa”.

Um sistema de spins (sem desordem – modelo de Ising) é algo similar. Da quantidade enorme de informação que podemos armazenar nas 2^N possíveis configurações de uma rede de spins (lembre-se sempre que no limite termodinâmico N\rightarrow\infty), apenas dois parâmetros interessam macroscópicamente para determinar todos os estados  macroscópicos – os acoplamentos K e H (alternativamente – a temperatura e o campo magnético, entropia e magnetização, ou qualquer outro par de variáveis termodinâmicas desse sistema).

O grupo de renormalização quando aplicado ao modelo de Ising oferece alguma luz: K e H são os dois únicos acoplamentos associados a operadores relevantes no ponto crítico desse modelo. Meu conhecimento limitado sobre o assunto entretanto não me permite enxergar mais do que isso… 😦 Eu ainda tenho muito o que estudar sobre isso (inclusive referências são bem vindas).

Então as perguntas são: como determinamos p – o número de variáveis adequadas para o tratamento microscópico de um sistema microscópico qualquer – e como, sabendo p, determinamos quais variáveis são as adequadas?

Na teoria de vidros de spin um problema similar surge. É fácil no modelo de Ising chutar quais são as variáveis relevantes macroscópicamente pelo feeling que temos de sistemas magnéticos: a energia livre tem dois mínimos que podem ser selecionados com a aplicação de um campo magnético. Em sistemas desordenados é beeeeem mais complicado. A energia livre tem um número infinito de mínimos, nem todos eles estáveis e pontos críticos – pontos em que um mínimo se multiplica em dois ou mais mínimos – ocorrem em continuamente para todos os valores abaixo de uma certa temperatura. A técnica de réplicas oferece uma forma de encontrar o parâmetro de ordem: a distribuição de overlaps. Note que o parâmetro de ordem é uma função, com infinitos graus de liberdade. Ela carrega bem mais informação que os dois acoplamentos do modelo de Ising.

Claro! Um vidro de spin é muito menos redundante. Há uma estrutura muito mais complexa de estados estáveis, que precisa de um número muito maior de parâmetros macroscópicos.

Isso tudo que eu falei é uma coisa muito superficial e muito geral. Eu não sei como responder a pergunta que eu coloquei para uma dinâmica qualquer. Eu percebo que o grupo de renormalização tem algo a dizer sobre isso, eu percebo que a teoria de réplicas tem algo a dizer sobre isso, percebo que a teoria da informação tem muito a dizer sobre isso, mas não consigo enxergar nenhum princípio agregador que torne universal a técnica de encontrar o menor número de variáveis que representa adequadamente um sistema macroscópico.

As vezes eu acho que a resposta já existe e eu estou aí vacilando. A falta de uma formação mais sólida em mecânica estatística mais moderna, sistemas dinâmicos e teoria da informação me atrapalha – até 1 ano atrás eu nem imaginava estar trabalhando com essas coisas.

Talvez não. Talvez a resposta não exista ainda. Se não existir é uma boa chance de se fazer contribuições interessantes à física estatística e à teoria da informação.

Impasses e trolls: maturidade social…

quarta-feira, 25 fev 2009; \09\UTC\UTC\k 09 39 comentários

Foi trazido à atenção da Moderação da Comunidade de Física do Orkut um acontecimento um tanto curioso: O blog Bule Voador — de natureza explicitamente cética — publicou uma matéria absolutamente pseudo-científica, cuja retórica tenta esconder esse pseudo-cientificismo atrás duma aparente “censura”. Eis o post em questão: Convidados – Preconceito e Censura na Comunidade de Física do Orkut.

Por uma questão de transparência e completude lógica, eis os únicos tópicos (em ordem cronológica — atentem para as datas em cada tópico) onde o autor do post acima, assim como suas reinvindicações e seu comportamento, são tratados:

Isso posto, vamos aos comentários pertinentes. Antes de tudo, porém, eu gostaria de agradecer ao Marcelo “Druyan” Esteves, autor do blog Bule Voador, por ter gentilmente trazido esse assunto a nossa atenção e por ter cedido um espaço para uma possível réplica: Obrigado Marcelo, foi realmente gentil e atencioso da sua parte ter tomado essa atitude — é realmente impossível manter-se atualizado a respeito de blogs interessantes e estimulantes numa blogosfera que pipoca milhares de novos blogs diariamente: essa é a razão pela qual nenhum de nós, membros da Moderação da Comunidade de Física do Orkut, não tomamos ciência desse fato anteriormente. Porém, duma próxima vez, eu te aconselho a usar o mecanismo de trackbacks (às vezes, também chamado de pingback) que todos os softwares de blog possuem: dessa forma (i.e., se vc tivesse feito um trackback para algum post apropriado aqui no AP, por exemplo, o post Quem somos nós?), nós teríamos sido informado desse fato dum modo mais direto e automatizado.

Agora sim, vamos ver o que está acontecendo com a tal “censura” e “preconceito” na Comunidade de Física. Porém, antes de tudo, é preciso tomarmos sabermos quais são as regras da comunidade — assim, sabendo quais são as regras (i.e., qual é o conteúdo permitido na Comunidade), podemos inferir sem maiores dificuldades quais os assuntos que não são pertinentes. Eis as regras,

Portanto, com as regras em mãos (basta seguir os links acima e lê-los), precisamos apenas de mais um ingrediente para podermos começar a tirar as devidas conclusões lógicas desses acontecimentos.

Eis esse ingrediente: Uma Comunidade no Orkut não é como um país, por exemplo. Vejam, ao passo que, no Orkut, vc escolhe as comunidades que quer participar, não é possível vc escolher o país onde nasce — essa decisão, infelizmente ou não, cabe aos seus pais. Portanto, diferentemente da discussão de “democracia” ou “liberdade de expressão” que acontece no âmbito de uma organização social chamada “país”, o mesmo não se aplica para uma organização social no Orkut, i.e., para uma Comunidade do Orkut. A razão para isso não é complicada: se há um conjunto de regras que rege uma determinada comunidade, quando alguém se afilia aquela comunidade, o mínimo que se pressupõem é que esse indivíduo esteja de acordo com as tais regras, i.e., se assume que, se o indivíduo se juntou aquela comunidade, ele tem a responsabilidade social de seguir essas regras [previamente estabelecidas].

Se essa pessoa discorda dessas regras, ela tem duas opções:

  1. Começar sua própria comunidade, onde ela pode escolher e estabelecer as regras que bem escolher ou quiser; ou
  2. Antes de se afiliar a comunidade, discutir as regras num foro apropriado; no caso, essa discussão deve acontecer na Comunidade da Moderação.

A partir de agora, temos todos os ingredientes necessários pra avaliar o ocorrido. A pessoa em questão, autor do post citado no parágrafo de abertura, violou as regras da comunidade: oras, ela se afiliou a comunidade mas não respeito as regras da mesma! E, como se isso não bastasse, ela ainda teve o displante de reclamar da atitude posteriormente tomada pela Moderação.

Portanto, essa não é uma questão de “censura” muito menos de “preconceito”, mas sim uma questão de respeito e de responsabilidade:

  • Respeito : para com os outros membros da Comunidade, assim como para com a Moderação, em se comportar de acordo com as regras já estabelecidades da comunidade (ao invés de fundar sua própria comunidade com suas regras preferidas, ou de discutir a validade e pertinências das regras em questão antes de se juntar à Comunidade de Física); &
  • Responsabilidade : em arcar com as conseqüências de seus próprios atos (que violam as regras que essa pessoa, em princípio, aceitou respeitar para ser membro da comunidade em questão).

Portanto, resumindo os fatos: existem regras numa comunidade ⇒ a pessoa se afilia a tal comunidade (o que implica em concordar em respeitar tais regras, assim como em assumir as responsabilidades quando tais regras forem violadas) ⇒ essa pessoa viola as regras ⇒ a pessoa é punida por tal transgressão (mesmo que tal punição tenha levado mais de 1 ano pra acontecer — basta checar as datas das referências já citadas acima).

Como uma seqüência lógica dessas pode ser taxada de “preconceito” ou de “censura”?! Vc escolhe pertencer a uma comunidade apenas para sabotá-la?! Desde quando isso é um comportamento cívico?! 😥

De fato, não há palavras para descrever o tamanho do impasse lógico e da imoralidade que esse tipo de comportamento representam: respeito e responsabilidade são um conjunto mínimo de características necessárias praquilo que eu chamo de maturidade social, que é o necessário para uma vivência harmônica e solidária dentro duma determinada comunidade (quer seja dentro do Orkut ou fora dele).

Porém, dentro da cybercultura, esse tipo de comportamento ilógico e anti-cívico já é conhecido e devidamente classificado há tempos: chama-se Troll. Em particular, um comportamento típico freqüentemente associado a ‘trolls‘ é o de flame-baiting, assim como o de social gadfly.

Dessa forma, a análise feita aqui provê a desconstrução dos “argumentos” usados no post citado no primeiro parágrafo — mais especificamente, essa réplica representa o fisking e o anti-idiotarianism (aplicado aqui no sentido de lutar contra o fanatismo pseudo-científico) daqueles “argumentos”.

Por fim, quero lembrar a famigerada Lei de Godwin, e dizer que — uma vez que já estamos tendo que falar de “censura” e “preconceito”, assim como (logicamente correlata) de “liberdade de expressão” (vale lembrar também da Lei da Controvérsia de Benson) — estamos no caminho certo indicado pela Lei de Godwin: daqui a pouco, essa virará uma discussão sobre “ditadura”, “fascimo” e “nazismo”!

Como sempre, uma boa lista dos participantes no tipo de discussão que se quer estabelecer com uma retórica tão volátil e enviesada, é a seguinte:

Mas, nós aqui do AP, da Comunidade de Física e da Moderação da Comunidade de Física, já estamos vacinados contra esse tipo de comportamento — principalmente dado os longos anos que alguns de nós já têm de experiência em lidar com esse tipo de caso.

Portanto, espero que todas as possíveis dúvidas tenham ficado esclarecidas e retificadas.

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