diumenge, 11 d’octubre de 2009

Un científic pioner

Tot gran descobriment i revolució científica va associada amb un (o a vegades dos) personatges. Per exemple, si es parla de mecànica: Newton. Si es tracta d'evolució: Darwin. Si es química: Lavosier... I així amb els altres camps.

El que no s'acostuma a recordar són els visionaris, els pioners dels camps qui per falta d'eines o d'un ambient idoni no poden desenvolupar amb èxit noves idees.

Amb aquest escrit m'agradaria donar a conèixer (o simplement presentar) un d'aquests visionaris i pioners. Es tracta de Lewis Fry Richardson.

Lewis Fry Richardson va néixer avui fa 128 anys, és a dir l'11 d'octubre de 1881 a Newcastle (Anglaterra). Lewis era el setè fill d'una pròspera família quàquera.

Fry Richardson, la meteorologia i finalment caos

Fins aquell moment les prediccions meteorològiques es feien buscant patrons entre les dades mesurades i les històriques i llavors es feia una extrapolació. Per aquells temps alguns físics com el finlandès Vilhelm Bjerknes ja havien suggerit que havia de ser possible tractar-ho d'una forma més matemàtica, es a dir, hi havia d'haver algunes equacions que descrivissin el fet que els corrents d'aire flueixen cap on hi ha menys pressió, per exemple. Lewis Fry Richardson també ho pensava.

Richardson va viure la Primera Guerra Mundial al servei d'ambulàncies juntament amb altres quàquers qui per temes religiosos s'oposaven a lluitar. Mentre durava el conflicte va posar a prova les seves idees en forma d'equacions diferencials que tractaven la pressió atmosfèrica. Utilitzant unes dades preses a les 7 del matí del 20 de maig de 1910 va començar a fer números per saber com haurien d'haver anat les coses al cap de 6 hores. Després d'unes setmanes intenses va arribar al resultat. Les prediccions deien que la pressió hauria d'haver pujat més de 140 mbar. Què fallava? Segons sembla l'error estava en les dades inicials, eren massa inexactes i escaces.

Tot i aquesta decepció acabada la Guerra va publicar un llibre Weather Prediction by Numerical Process (Prediccions Meteorològiques mitjançant Processos Numèrics). Al llibre hi deia que fer prediccions podia ser viable però que hi havia un gran inconvenient: el gran nombre de càlculs requerits. Però va seguir imaginant. Imaginem que tenim 64.000 calculadors, cadascun amb una calculadora mecànica, i que a cada un se li assignen unes parts del problema. D'aquesta manera es podrien fer les previsions prou ràpid com per ser útils.

Al cap d'unes dècades ja era possible utopies, gràcies a les computadores fer milers d'operacions en poc temps ja era possible. I per demostrar-ho va aparèixer Edward Lorenz. Lorenz amb la idea d'utilitzar les matemàtiques per fer previsions atmosfèriques va donar a conèixer al món un parell de coses. La primera és que era possible. La segona va ser el Caos.


Fry Richardson, les fronteres i els fractals

Com ja va demostrar a la Primera Guerra Mundial Fry Richardson era un pacifista convençut. De manera que va tenir la intenció de tractar d'explicar els conflictes armats amb les matemàtiques. Entre les hipòtesis amb què va treballar la que el va portar a un resultat curiós va ser la que deia que els conflictes entre dos països depenien de la longitud de la seva frontera.

Per provar de demostrar la hipòtesis necessitava longituds de fronteres. I aquí va trobar la sorpresa, depenent d'on consultava la longitud de la frontera entre Portugal i Espanya oscil·lava entre 987 i 1214 km. Una barbaritat!

Què passava? Richardson va seguir investigant i va trobar que la longitud de la frontera depenia de les escales amb què s'havien pres les mesures, com més acurades eren les escales, més llarga era la frontera.

Anys més tard un altre matemàtic va reprendre aquest treball i en va sorgir una de les publicacions més famoses de Benoît Mandelbrot: How Long Is the Coast of Britain? (Quina és la Longitud de la Costa Britànica?)

A partir d'aquest moment les idees de Mandelbrot van anar evolucionant fins a convertir-lo en un dels màxims exponents del món dels fractals.

Fry Richardson, el Titànic i el SONAR

Després de la desgràcia del Titànic van ser molts els qui van mirar de trobar alguna solució pel problema dels icebergs i la navegació.

La primera patent d'un instrument submarí de rastreig d'eco va arribar al cap d'un mes de l'enfonsament i venia ni més ni menys que del matemàtic i físic anglès Lewis Fry Richardson. Amb els anys es van fer altres patents que van permetre el SONAR que utilitzen les embarcacions i d'altres aparells que funcionen seguint els mateixos principis.


Com ja he dit en més d'una vegada en Lewis era un pacifista convençut i una de les coses que el va doldre més va ser un ús que van trobar els militars pels seus estudis sobre l'atmosfera. Els militars van utilitzar les equacions dels corrents d'aire per fer més efectives les bombes químiques. Aquestes conseqüències van portar a Richardson a abandonar els seus intents d'explicar l'atmosfera i a destruir tot el que va poder perquè no se'n poguessin aprofitar els dissenyadors d'armes.

Com podeu veure és un personatge molt interessant que va treure el cap en diversos camps que amb els anys han estat molt importants i de ben segur que encara m'he deixat coses així doncs, si algun dia en trobo més coses ja les afegiré. Per acabar he trobat unes paraules d'aquest home que són molt interessants:

Big whorls have little whorls,
That feed on their velocity;
And little whorls have lesser whorls,
And so on to viscosity.

4 comentaris:

Asimetrich ha dit...

Ja ho dius bé: un visionari. Gent avançada al seu temps i a les circumstàncies que el rodejaven. Ahir vaig veure Àgora, la nova de l'Amenàbar, i ara em trobo amb la figura d'en Fry Richardson. Aquest està sent un cap de setmana de visionaris jejeje.

Un post genial, gent com aquesta es mereix ser recordada. Salut!

Alasanid ha dit...

Jo la vaig veure divendres! Com que tenien l'excusa que els seus treballs van ser destruïts van poder jugar amb aquest detall. Però pel que sé a en Kepler li va costa una barbaritat de càlculs arribar a la conclusió que enlloc de circumferències havien de ser el·lipses (personalment no sé si Hipatia havia arribat a aquestes còniques per purs exercicis mentals).

Gràcies.

Gerard ha dit...

Molt interessant aquest home! No el coneixia.

Alasanid ha dit...

El que és curiós és que de tant en tant busco coses i trobo el seu nom. L'altre dia vaig trobar la extrapolació de Richardson... També en honor seu.