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Ecos del futuro

Reflexiones sobre ciencia, economía, ecología, política y comportamiento humano

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    2006-2015

    Pedro J. Hernández



    Blogalia

    Blogalia

  • El descubrimiento de las eras glaciales y el efecto invenadero

    La lectura detallada del tortuoso sendero que recorrió la ciencia del cambio climático desde el siglo XIX, me convenció hace unos años de que nuestro conocimiento actual sobre el cambio climático antropogénico no ha sido más que el resultado del intento —habitual en cualquier disciplina científica— de formular mejores hipótesis y de mayor alcance. Suele ser una muy mala idea ignorar la historia. Y la historia del descubrimiento del papel del CO2 en el clima de nuestro planeta reúne a algunas de las mentes más brillantes de la ciencia de los últimos dos siglos que se embarcaron apasionadamente en la noble búsqueda de la causa de las eras glaciales que habían dominado de manera cíclica el pasado geológico de La Tierra.

    No sé si seré capaz de dar la talla a la hora de contar lo esencial de una amalgama de ideas que abarca varias disciplinas, pero sí que puedo asegurar al lector que se trata de un viaje que puede dotarle no sólo de una nueva perspectiva sobre la ciencia del cambio climático, sino de herramientas para luchar contra la desinformación a la que nos tiene acostumbrada la red en este asunto de especial relevancia social.

    Seguir leyendo en Naukas

    2016-01-08 19:36 | Cambio climatico, Historia | 2 Comentarios


    La ciencia de Svante Arrhenius: nuevo blog de climatología

    2015-07-27 15:53 | Cambio climatico | 5 Comentarios


    El negacionismo reincidente de Manuel Toharia


    Manuel Toharia en la Convención del Cambio Climático del European People’s Party Madrid 2008


    Resulta difícil hacer una crítica a un divulgador de gran prestigio como es Manuel Toharia — aunque no sea la primera vez que lo hago. Y resulta difícil no sólo por ser uno de mis más admirados divulgadores o por intentar mostrar lo equivocado que está —¡todo el mundo comete errores!—, sino por abandonarse en algunos de los peores vicios que un divulgador puede cometer: no ser experto en un tema (y creerse tal) y divulgar errores conceptuales de bulto, además de transmitir justo el mensaje contrario al que ha llegado el consenso científico en las publicaciones. Aparte de caer en algunos momentos en el pecado no menor de apelar a una conspiración en la ciencia del cambio climático antropogénico.

    Manuel Toharia ofreció una conferencia titulada “La imperfección de los modelos del clima” el pasado 15 de mayo dentro de la serie Kutxa Lectures que organiza el DIPC que fue publicada por un portal donde Naukas colabora con frecuencia: Cuadernos de Cultura Científica. Es el contenido de esa charla el objeto de esta entrada crítica.

    Seguir leyendo en Naukas

    2015-07-27 14:48 | Cambio climatico | 2 Comentarios


    Montserrat Gomendio miente y manipula

    Todo el mundo tiene derecho a mantener opiniones propias, pero no a establecer sus propios hechos. Montserrat Gomendio, Secretaria de Estado de Educación, miente y manipula en sus declaraciones sobre la situación del profesorado y la evolución del sistema educativo. Y si no miente y manipula, entonces es demasiado incompetente para mantenerse en un cargo que requiere un análisis medianamente riguroso de los datos. Este post es para tirarle a la cara esos datos y la interpretación sesgada de la realidad que pretende colarnos.

    Extraeré sus afirmaciones de esta noticia del diario El Mundo.

    Monserrat Gomendio: "la adquisición de competencias se ha estancado en los últimos 20 años" refiriéndose al informe PIACC, una especie de informe PISA para adultos que valora el rendimiento de la población de 16 a 65 años en 23 países en dos competencias básicas: comprensión lectora y matemáticas.

    Veamos lo que dice el informe de la OCDE para España
    “Los españoles en edades comprendidas entre 16-24 años tienen mayor nivel de competencias que el total de la población en todas las áreas, y especialmente más que las personas en edades comprendidas entre 55-65 años. Aun así, los jóvenes españoles puntúan por debajo de la media de los jóvenes de otros países en comprensión lectora y matemática.”

    ¿De dónde concluye que las competencias se han estancado? El dato que cito se puede interpretar de muchas maneras, pero yo diría que la más simple apunta a que la población de 16 a 24 que se ha formado más recientemente ha mejorado en competencias. No es que esa conclusión esté especialmente justificada por la evidencia, pero con mayor razón tampoco lo estaría la que mantiene Gomendio.

    MG: "el bajo nivel de rendimiento en PIAAC se ha pretendido justificar por un punto de partida desfavorable", cuando países con el mismo origen que España han obtenido mejores resultados.

    Saca una conclusión que los mejores análisis no son capaces de hacer y que, en todo caso, apuntan justo en sentido contrario (ver este artículo de Nada es gratis y en especial los comentarios) El punto de partida de nuestro país es muy especial y habría que ver con qué países se está comparando. Por ejemplo, si está pensando en la progresión de Portugal, ésta es sospechosa de una cambio del peso del número de estudiantes en cada nivel en años distintos de las pruebas de PISA. Si se refiere a Irlanda, por ejemplo, allí los profesores están mucho mejor pagados que en España. Es lo que ocurre por no dar datos claros de a qué se refiere exactamente.

    Por otro lado, es cierto que no tiene por qué existir una determinación histórica en el rendimiento del sistema educativo. Pero para ello precisamente hay que tener en cuenta esa herencia -- a ellos que les gusta tanto utilizar el término cuando les conviene -- y hacer el esfuerzo para sobreponerse a las desigualdades creadas por nuestra peculiar historia, lo que no se logra con un gasto en PIB inferior a la media de la OCDE (ver más abajo) y encima con una disminución progresiva del presupuesto en los últimos años.

    MG: Si bien la inversión se ha duplicado en la última década, "no ha sido eficiente" y "no se ven resultados satisfactorios".

    Depende del aspecto. En igualdad de oportunidades, por ejemplo, se ha hecho igual o mejor que Dinamarca (ver mi artículo en Naukas Debate educativo en base a las evidencias) Precisamente hay que reconocer donde lo estamos haciendo bien para reforzar aquello donde lo estamos haciendo peor. Hay que decir también, y bien alto, que el sistema educativo español está básicamente en la media de la OCDE y, teniendo en cuenta de nuevo la situación de partida, no lo estamos haciendo excelentemente bien, pero tampoco especialmente mal, comparativamente hablando con el resto de países.

    MG: "la mayor parte de la inversión se ha desviado a reducir la ratio alumno-profesor y a mejorar el salario de los profesores"

    El dato de la ratio alumno-profesor es cierto, pero con un matiz fundamental que veremos más abajo.

    No es cierto que el salario del profesorado haya mejorado y de hecho ha empeorado, como el propio diario El Mundo explicita en el siguiente gráfico.


    Lo que ha aumentado en todo caso es el número de profesores, un 20% en la última década según el propio ministerio


    Es cierto que España es uno de los países que dedica una parte mayor del gasto educativo a pagar al profesorado, pero el propio Ministerio añadía un matiz oportuno
    No obstante, si se considera la suma del gasto en personal docente y no docente, la proporción del gasto corriente dedicada al pago de personal para Educación Primaria y Secundaria es en España del 82,7%, cifra ligeramente superior al 79,0% de la OCDE.

    Además, hay que considerar que el gasto en educación como porcentaje del PIB está por debajo de la media de la OCDE. Los datos de 2013
    “sitúan la inversión española en el 4,7% del PIB; 0,6 puntos por debajo de la media europea. Estados como Alemania e Italia, con un 4,2% cada uno, tampoco llegaron a la media.
    Islandia y Dinamarca destacan entre los países que más dinero destinan a educación, con tasas cercanas al 8% del PIB, junto con Chipre, que destinó un 7,2%. Bulgaria fue el Estado miembro que dedicó un porcentaje más pequeño, tan solo un 3,6%, seguido por Eslovaquia (4%), Grecia (4,1%). Un país a destacar es Rumanía ya que Bucarest ha realizado un gran esfuerzo por ponerse a la altura de sus aliados europeosy, en un año su inversión ha subido un 0,7% llegando al actual 4,1%.”

    MG:"La ratio está en los 12 alumnos por profesor. Por debajo de ahí se ha demostrado que no hay mejorías.

    Una ratio tan baja puede deberse a dos causas: A que haya efectivamente más que suficientes profesores por alumno o a que existan muchas asignaturas y los professores tengan muchas horas lectivas. El caso de España es obviamente el segundo. Para ello hay que distinguir entre ratio alumno-profesor, es decir, el número total de alumnos dividido entre el número de profesores y el tamaño medios de la clase.
    "Debido a estas definiciones, un número similar de alumnos por maestro entre los países puede dar lugar a diferentes tamaños de clase. Por ejemplo, en el primer ciclo de secundaria, Francia y España poseen los mismos tamaños medios de clase (24,5 alumnos en Francia y 24,3 en España), pero la relación maestro-alumno difiere sustancialmente, con 14,9 alumnos por profesor en Francia en comparación con 10,1 en España. La explicación está en el mayor número de horas lectivas de los docentes en España.

    Fuente

    Confundir de nuevo la ratio alumnos-profesor con el tamaño medio de la clase hace que la segunda afirmación también sea engañosa. Efectivamente, bajar más la ratio alumnos-profesor no va a mejorar el rendimiento. Pero quizá, disminuir el tamaño de la clase sí. Aunque la evidencia al respecto es controvertida, sí que existen varios estudios que apuntan a las ventajas de tamaños medios menores mejoran el rendimiento. El que se considera el estudio más contundente al respecto, encuentra una diferencia significativa entre clases de tamaño medio de 22 y clases de 15.

    MG: Además, se ha mejorado el salario de los profesores sin ofrecerles incentivos, de tal manera que no tienen actualmente los retos suficientes para ir mejorando en su carrera"

    Ya hemos visto que es mentir que se haya aumentado el salario de los profesores. Pero sí que es cierto que el profesorado no tiene incentivos para mejorar durante su carrera, entre otras cosas porque es el profesorado que más tarda en mejorar su sueldo con los años de servicio.
    “En España, un profesor de secundaria tarda 38 años en alcanzar el tope salarial, un dato que lo sitúa en el puesto número cinco del ranking de países en los que más tiempo lleva alcanzar el salario máximo. Por el contrario, en Dinamarca, Canadá, Holanda o México los profesores alcanzan su tope salarial en menos de 15 años. La media de la OCDE son 24 años.”
    Fuente


    Y concluyo con el mito de las vacaciones del profesorado y sus horas de trabajo. La clave está en esta figura de horas lectivas extraída del Panorama de la Educación 2011 del propio Ministerio (pag.57) -- y eso era en 2011. Recuerden que han aumentado en 2 horas semales.


    El propio Ministerio concluía
    El profesorado de España supera en los tres niveles educativos analizados, Educación Primaria, primera y segunda etapa de Educación Secundaria (programas generales), a la media del profesorado de la OCDE y también al de la UE. Destaca la Educación Primaria, etapa en la que el profesorado español supera en horas netas de clase a los profesores de la mayoría de los países analizados, excepto en Estados Unidos, Países Bajos, Francia e Irlanda.

    Y un dato que se olvidan de mencionar y que es obvio para todo docente --y debería serlo para los (malos) gestores educativos-- es que más horas lectivas significan más alumnos y por tanto más carga de trabajo. Cuando Esperanza Aguirre, por ejemplo, hablaba de sólo dos horas más, estaba manipulando a los espectadores. Dos horas lectivas más normalmente significa un grupo más de alumnos, o unos 20 alumnos. Si el profesor dedica 10 minutos semanales a mirar el progreso de dichos alumnos, estamos hablando de 200 minutos; o más de 3 horas de trabajo aparte de las 2 lectivas. Eso se convierten en un total de 5 horas semanales.

    El ataque continuo con la intención de desprestigiar al profesorado desgraciadamente no es monopolio de nuestro país. También se produce en EEUU con argumentos muy similares

    Más información
  • Salarios comparados del profesorado en Europa

    2015-01-03 16:17 | Educacion, Política | 0 Comentarios


    Hacedores de mundos


    Representación artística de la Tierra durante el Hadeico – Devianart


    Imaginemos a un planetólogo de una antigua civilización galáctica observando la Tierra de hace cuatro mil millones de años. Imaginemos su intención de simular en un potente ordenador la futura evolución de la atmósfera de un planeta tan curioso...

    Seguir leyendo en Cuaderno de cultura científica

    2015-01-02 15:03 | Civilizacion, Cambio climatico, Futuro | 0 Comentarios


    Cómo diseñar un circuito cuántico de teleportación II

    Viene de Cómo diseñar un circuito cuántico de teleportación I

    En la primera entrada veíamos qué es un qubit, cómo se representa en una esfera de Bloch y cómo funcionan las puertas X,Y,Z y H de una entrada. En este post introduciremos las puertas de dos entradas, diseñaremos nuestro primer circuito simple para generar estados entrelazados de Bell que nos servirán como primer paso para diseñar nuestro circuito de teleportación.

    Puertas cuánticas de dos entradas

    La puerta cuántica de dos entradas por excelencia es la cNOT (controlled-NOT) que tiene una entrada en el papel de qubit de control (|x> en la imagen) y un qubit blanco o target (representado por |y> en la imagen)


    La operación de la puerta puede entenderse fácilmente percatándose que si el qubit de control es 0, el qubit target no cambia, mientras que si el qubit de control es 1, el qubit target cambia, por lo que una cNOT puede entender como una generalización de la puerta lógica clásica XOR.

    Sin embargo hay una diferencia fundamental. La puerta XOR no es una puerta universal en electrónica digital clásica. Ni siquiera en combinación con puertas NOT, puede reemplazar a cualquier puerta. La puertas NAND o NOR sí que sabemos que son universales. La puerta cNOT, junto con las puertas de una entrada son, sin embargo, suficientes para construir cualquier circuito cuántico universal.

    Existen otros matices en los que no entraremos ahora. El más importante es que las puertas lógicas clásicas son irreversibles (o no invertibles), es decir, el bit de salida es compatible con varios de entrada. Las puertas cuánticas tienen, sin embargo, que ser reversibles. Por tanto, la existencia de un circuito cuántico para simular a otro circuito clásico sólo será posible si existe algún tipo de puerta reversible sustituible por las puertas irreversibles. Hablaremos más adelante de este importante asunto.

    Supongamos que nuestro qbit de control es |x> = |0> y que introducimos un qubit general como target |y> = a |0> + b |1> El estado de la puerta puede representarse como un producto especial de los estados de las entradas -- conocido como tensorial, aunque el lector puede de momento ignorar ese término -- , y que veremos escrito habitualmente de tres maneras

    |x>⊗|y> = |x>|y> = |xy>

    En nuestras condiciones, el estado de la entrada

    |0> (a |0> + b |1>) = a |00> + b |01>

    donde vemos que los valores del qbit target no cambian.

    En cambio, si el qubit de control es |1> tendríamos que el estado de entrada sería

    a |10> + b |11>

    y el de salida, debido al cambio del target

    a |11> + b |10>

    Recuerde el lector que puede practicar con todas las posibilidades en el simulador al que apuntábamos (clicar en la imagen)


    Equivalentemente, esta operación se puede representar por una matriz 4 x 4, algo que podemos obviar de momento y que el lector interesado puede explorar aquí.

    Generalizando el qubit de control

    La puerta cNOT nos sugiere la generalización de convertir cualquier puerta de una entrada en una puerta controlada de varias entradas, de tal manera que sólo actúa cuando el estado del qubit de control es |1>. Así por ejemplo, la puerta controlada de Hadamard sería


    El lector debería ahora como ejercicio intentar percatarse de que una puerta controlada X es equivalente a una cNOT.Para ello puede utilizar el editor-simulador web

    Nuestro primer circuito cuántico sencillo: preparando estados entrelazados de Bell

    Realicemos ahora nuestro primer circuito de dos puertas utilizando una cNOT cuyo qubit de control pasa previamente por una puerta Hadamard


    Veamos lo que ocurre con un estado de la entrada del tipo |00>. La puerta H transforma el primer qbit en


    de tal manera, que tenemos como entrada de la puerta cNOT


    y que ésta transforma en


    que es uno de los estados entrelazados de Bell y que denotamos por | β00 > . Similarmente -- ejercicio que queda para el lector --, para las diferentes posibilidades de entradas tendremos


    Diseñando nuestro circuito de telportación. ¡Por fin!

    Vamos ahora a fabricar nuestro primer circuito cuántico interesante. Se trata de conseguir la teleportación de un estado cuántico desconocido por el emisor, lo que implica moverlo de un lugar a otro sin que exista necesariamente un canal de comunicación cuántica entre el emisor y el receptor, aunque sí necesariamente un canal clásico. Para mantener una bonita tradición, pongamos nombre al emisor, Emilio, y a la receptora Rebeca. (Alice y Bob son los nombres tradicionales anglosajones)


    Emilio y Rebeca han tenido necesariamente que interaccionar anteriormente generando un estado de Bell entrelazado. Luego, aunque no sea necesario que exista un canal de comunicación cuántico, si es necesario que haya existido en algún momento. Para generar un par entrelazado pueden utilizar el circuito que hemos visto en la sección anterior.

    Emilio tiene ahora una única copia de un qubit | 𝜓 > que quiere enviar a Rebeca. Emilio no puede averiguar con certeza el estado del qubit en su posesión. La causa: la indeterminación cuántica. Si Emilio decidiese hacer una medición del qubit perdería el estado y sólo ganaría un bit clásico de información sobre el qubit. Una posible escapatoria podría ser clonar el estado cuantas veces haga falta para realizar suficientes mediciones y así recuperar el estado del qubit con un determinado nivel de certeza. Veremos con mayor detalle en una próxima entrada que clonar estados cuánticos es imposible, un resultado elevado a la categoría de teorema de imposibilidad de clonación.

    Bien, Emilio sólo puede utilizar algún procedimiento ingenioso que implique el par entrelazado que había compartido previamente con Rebeca. Para ello hace interaccionar el qubit en su posesión con su mitad del par entrelazado, utilizando una puerta cNOT.

    En el circuito de la imagen a continuación, vemos cómo Emilio y Rebeca crean en primer lugar el estado entrelazado



    E se refiere al qubit de Emilio y R al de Rebeca.

    Después de la creación del para entrelazado, podemos representar el estado (producto tensorial) de los tres qubits como


    donde los dos primeros qubits están en posesión de Emilio y el último de Rebeca.

    Posteriormente, Emilio utiliza su parte del par entrelazado como target en una segunda puerta cNOT y el qubit | 𝜓 > que quiere enviar como control.


    Recordemos la actuación de una puerta cNOT: si el qubit de control está en estado |0>, nada cambia; si está en estado |1> el qubit target cambia. Recordemos además que el único qubit afectado por la segunda puerta cNOT es el correspondiente a Emilio. El nuevo estado queda de la siguiente manera:


    El siguiente truco consiste en hacer pasar el primer qbit de Emilio por una puerta de Hadamard


    El estado resultante puede entonces representarse como


    que reordenando términos se convierte en


    Llega el momento crucial. Podemos ver que si Emilio hace una medida de sus dos qubits y obtiene |00>, el qubit de Rebeca es de hecho el qubit que queríamos transportar. Sin embargo, Emilio podría obtener |01> y Rebeca tener que conformarse con el estado a|1> + b |0>. ¿Cómo podría entonces Rebeca recuperar | 𝜓 > en esas circunstancias ? Fácil, sólo tiene que aplicar una puerta X que intercambia los valores de las amplitudes. Dejo como ejercicio al lector percatarse de que, en los dos casos restantes, Rebeca tiene que aplicar las operaciones Z y ZX (primero una puerta X y a continuación una Z) respectivamente.
    ¿Por qué la operación de actuación de una puerta X seguida de una puerta Z se representa como ZX? Comprobar que ZX es distinto que XZ utilizando las matrices representativas de cada operación. Para los lectores que no quieran meterse con matrices, se puede demostrar de forma visual con la aplicación java de la esfera de Bloch y numéricamente con el simulador web

    Ahora ya estamos en condiciones de representar nuestro circuito de teleportación completo


    Donde podemos ver cómo Emilio realiza las mediciones que luego comunica a Rebeca como bits clásicos (líneas dobles). Sin embargo, este circuito tiene el handicap de utilizar las puertas X y Z como controladas por bits clásicos. Dicho de otra manera, la elección de qué puertas aplica Rebeca a su qubit dependerá de los resultados de las medidas de Emilio. Es lo que buscábamos, pero, en la línea del tipo de puertas que hemos estudiado, sería más elegante realizar el control con auténticos qbits dejando las mediciones como paso final. Eso se puede hacer formulando el siguiente circuito equivalente


    Podemos simular un circuito de teleportación de la siguiente manera (clic en la imagen para acceder al simulador)


    donde hemos reproducido un estado | 𝜓 > = a | 0 > +b | 1 > (creado por la puerta F actuando sobre el primer qubit) con |a|² = 0.75 y |b|² = 0.25 , es decir, con probabilidad de obtener 0 en una medida del 75%.

    Los lectores más avanzados también pueden utilizar la simulación de Wolfram Alpha para visualizar estados intermedios



    La teleportación por supuesto no implica necesariamente distancia espacial. Uno podría imaginar un sistema de teletransporte temporal o viaje al futuro de un qubit que ha sido destruido en una medición. Para ello, Emilio sólo tiene que medir su estado, poner el resultado en su blog de notas y esperar a que Rebeca pase por allí con su qubit y aprenda lo que tiene que hacer para recuperar un estado que fue destruido con la medición quién sabe si hace décadas.

    Es importante percatarse de que la teleportación implica la destrucción del qubit inicial. En caso contrario hubiésemos creado un sistema para copiar qubits, algo que veremos en posteriores entradas que es imposible. Tampoco, en ningún momento, podríamos utilizar la teleportación para enviar información a velocidad superlumínica, algo que detallaremos en la próxima entrada donde veremos cómo construir físicamente un circuito de teleportación y utilizarlo.

    2014-11-29 19:31 | Fisica | 0 Comentarios


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