En el llibre de divulgació que acaba de publicar Giorgio Parisi, «In un volo di storni», el premi Nobel de Física 2021 fa servir el joc del Monopoly com a exemple per explicar què són els models amb els que treballen els científics dels sistemes complexos.
El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort ho aprofita per precisar que totes les teories científiques són models, però que cal sempre contrastar-los amb la realitat, fent mesuraments experimentals.
Escolta-ho aquí:
Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:
Josep Maria Camps Collet (JMCC): Aquí tinc diverses anotacions del que explica en Parisi. Fa molta gràcia perquè, com que és divulgació, explica què és un model, i diu que li agrada molt el laboratori, o l’experimentació, tot i que tens raó que ell és bàsicament matemàtic i físic teòric, però ha fet recerques com la dels estornells, que després si de cas en podem parlar, però crec que els estornells donaria per un programa sencer, i diu que ell té la matemàtica i la física teòrica però que li agrada contrastar-ho amb la realitat.
I per explicar que treballa bàsicament amb models, explica un model que creu que pot entendre tothom, que és el Monopoly, que no és un sistema econòmic real, és com si fos un model, un joc, amb unes quantes normes i genera la complexitat que té la realitat, fa la broma que no és exactament una broma, que acaba passant que els rics es fan més rics i els pobres es fan més pobres, i ho posa com a exemple de model.
I em fa gràcia, perquè bona part del treball científic amb sistemes complexos entenc que es fa amb models, i a vegades és difícil, no sé si per un problema de comunicació o un problema de divulgació purament, això no es transmet, sinó que es diu que la realitat és així, i de fet només estàs traslladant el que explica un model, que és un model simplificat, com per exemple en el cas dels estornells, no tenien els estornells en les eqüacions amb les que feien els càlculs, sinó que es van fixar en uns quants paràmetres, ho van resumir o formalitzar matemàticament i els va donar uns resultats.
Com ho veus com a científic? Treballar amb models però després explicar que en el fons no és el resultat de la realitat sinó un model de la realitat? Potser en física i en matemàtiques és més fàcil d’entendre, potser passa més sovint en l’àmbit de l’economia, que es fan models econòmics i després diuen: l’economia funciona així, quan de fet només està explicant com funciona un model que han creat en funció del que creuen que passa en el món real. Tu com a científic la idea aquesta del model com la vius i com l’expliques?
Fèlix Ritort (FR): Està molt clara la teva pregunta, és molt bona perquè si tu mires el coneixement des de les teories astronòmiques més fonamentals dels planetes i el sistema solar, tot han estat models, la teoria de Ptolomeu era un model, ptolemaic, després va venir el model copernicà, la diferència entre els dos és que el de Copèrnic era molt més simple, però funcionava pitjor que el de Ptolomeu, amb la teoria dels epicicles n’havia fet un munt, però molt més complicat. La teoria de Copèrnic era simple i això ja li dona un grau de bellesa, la simplicitat.
Després va venir la teoria de Kepler, i és un model també, les trajectòries són el·lipsis, amb el Sol en un dels focus, etc, etc. Després va venir la teoria de la gravetat, que també és un model, un model de com interaccionen… És un model, les teories són models del que creiem que són la realitat, i tots fem models. Llavors la diferència entre un model i un experiment, i per això jo emfatitzava que a mi sempre m’ha agradat l’experiment, perquè l’experiment no és un model, és una mesura.
Hi ha una gran diferència, encara que s’assemblin les dues paraules, entre modelitzar i mesurar, i el que fa les ciències experimentals autènticament genuïnes és que mesuren, utilitzen aparells i busquen donar un número el més acurat possible, i és amb aquesta mesura que s’ha de confrontar amb el model. Jo sempre ho dic: en física s’utilitza el concepte de la miltoniana, que els físics coneixen, perquè fan física quàntica, la miltoniana és la funció d’energia que descriu l’energia de totes les configuracions possibles, i tu fas un model per aquesta miltoniana.
Tota la teoria de la física atòmica i nuclear és fer models de miltonianes, de funcions d’energia. Inclús la termodinàmica, la mecànica clàssica, és fer models d’equacions d’estat, models d’energies potencials, etc. I clar, quan fas un model, pots agafar un ordinador… o sigui, nosaltres podríem pensar que si el model fos la resposta final, perquè fem experiments? Agafem un superordinador, com el que hi ha aquí a Barcelona, ho posem tot a l’ordinador, i calculem i s’ha acabat, ja no necessitem l’experiment.
Però hi ha una diferència: en un model tu poses un número finit d’ingredients, els paràmetres, el que consideres que és més important… El Monopoly, que són unes quantes regles i hi ha una complexitat limitada, perquè hi ha fins a 4 a 6 jugadors, amb les peces que són i amb els carrers que són del Monopoly, no hi ha res més. Però després hi ha la realitat, hi ha l’experiment, no hi ha una funció miltoniana, hi ha un sistema i allà hi és tot. Si tu fas l’experiment, ho fas amb tot, no amb un número petit de paràmetres. I és això el que li dona la genuïnitat absoluta a l’experiment, i és que hi és tot en la peça, o el tros de material o en la molècula, o en el teixit o amb el que tu vulguis, o amb la mesura del temps, i observes el temps i mesures la temperatura que hi ha aquí, que estem a fora de l’Ateneu, això és la diferència entre model i realitat. Per tant jo ho veig bé, és l’única forma que podem racionalitzar la infinita complexitat de la cosa més simple que hi ha a la natura, modelitzant, o sigui m’agrada, jo faig també models.
JMCC: És que hi ha una altra opció? Em sembla que no, oi? De fet sempre qualsevol teoria, qualsevol proposta és un model, al final, no?
FR: A veure, tu pots fer unes mesures i pots estudiar un sistema i pots descobrir que la transmissió nerviosa està… que les neurones són les unitats bàsiques de la transmissió nerviosa. Aquest resultat, que hi ha una cèl·lula que és la unitat bàsica de transmissió nerviosa no és un model, és un resultat real, identifiques una causa amb un efecte i dius, això és la causa essencial. O dir que la informació genètica és a l’ADN, no és un model, dir que la informació genètica és allà, no dic si l’ADN és una doble hèlix, si té aquesta distància entre parells de bases, si hi ha una complementarietat… dic que està en aquella molècula, no necessito un model per fer això, i això ja és un descobriment. Però el model és la racionalització més completa, posar tot el que tu saps d’aquell sistema de tal forma que tothom ho pugui contemplar i pugui treballar amb allò. Per tant, és un pas… potser és un pas secundari el descobriment fonamental, dir que la gravitació existeix, que les masses s’atrauen, sense dir que és una força que és inversament proporcional al quadrat de la distància, ja és un descobriment dir això, però el model dona totes aquestes fórmules, tota aquesta descripció més quantitativa.
Aquest és un fragment del segon programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:
I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:
Perquè Giorgio Parisi ha rebut el premi Nobel de Física 2021?
Sistema Gaia 