El catedràtic de Física de la UB Fèlix Ritort va conèixer el premi Nobel de Física 2021 Giorgio Parisi el 1989 a Roma, i va tenir la sort i el privilegi que li dirigís la tesi doctoral.

Ens explica que no només això, sinó que va compartir despatx amb ell durant uns quants anys, i que des del principi va tenir clar que, tard o d’hora, el seu geni seria reconegut al més alt nivell.

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Fèlix Ritort és membre de l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la UB, també és president de la divisió de ciències de la vida de la Societat Europea de Física, però sobretot és el màxim responsable de l’Small Biosystems Lab, el laboratori de sistemes biològics petits, en podríem dir així (En Fèlix assenteix), que va fundar ell mateix el 2005. En aquest laboratori s’ha dedicat i es dedica a estudiar els sistemes desordenats i la dinàmica del no equilibri a nivell molecular, amb estudis multidisciplinaris que estan a cavall de la física, la química i la biologia.

L’hem convidat perquè, als anys 90 va compartir despatx universitari amb Giorgio Parisi a Roma durant uns quants anys, privilegi que no es va quedar aquí: Parisi també li va dirigir la tesi doctoral «Several aspects of spin glass theory», que es podria traduir com a «Alguns aspectes de la teoria dels vidres d’espí», un privilegi superlatiu perquè no només és un científic de la talla que és, sinó perquè ha dirigit molt poques tesis doctorals.

Fèlix Rirtort (FR): I també vaig fer el postdoc amb ell, amb una beca europea, de dos anys.

JMCC: O sigui que no només el doctorat sinó també l’aprofundiment.

FR: Efectivament.

JMCC: El primer programa de Sistema Gaia l’Albert Diaz-Guilera, col·lega teu a la facultat de Física de la UB, va venir a dir-nos que en l’àmbit de la física dels sistemes complexos hi havia com el convenciment que, quan es donés el premi Nobel de Física a algú del vostre ram, aquest seria, segur, Parisi. Era exagerat dir això, o realment deieu: «Un dia o altre li ha de caure».

FR: Penso que no, que és encertat. Tots, i jo particularment, teníem sempre la percepció que el Giorgio seria premi Nobel, i curiosament després que li van donar, parlant amb uns amics de tota la vida amb els que feia excursions al Pirineu, em van dir: «Tu, Fèlix, quan tenies 22 anys o 23, i parlem de l’any 89-91, que estaves allà, ja deies que algun dia li donarien el Nobel». I és veritat, al final ha estat així. I no és exagerat perquè ell ha fet unes teories molt interessants i d’una bellesa inigualable que expliquen com la matèria desordenada d’alguna forma s’organitza espontàniament tal com fan inclús els sistemes ordenats.

I de fet, els sistemes que tenen ordre, la percepció de l’ordre és un cas particular de l’organització espontània de la matèria a tots els nivells, a totes les escales, des d’allò més petit, atòmic, a allò més gran, planetari, degut a aquest principi que existeix a la naturalesa que tot espontàniament tendeix a ordenar-se, tendeix a adquirir una estructura. És l’única forma que té la natura per emmagatzemar informació en totes les escales, de forma resumida.

JMCC: Ell explica que quan estava desenvolupant això, que era a finals dels anys 70, en el fons no sabia què estava fent. Inclús que quan li van publicar la recerca, qui li va valorar en va fer treure una part perquè considerava que no era de rebut, i que ell no va poder oposar-s’hi perquè no sabia què estava fent, i que va ser a posteriori que ho va descobrir.

FR: Efectivament, quan ell va trobar el que s’anomena trencament de la simetria de rèpliques, va trobar una solució al problema d’una paradoxa que ningú sabia resoldre, ell va trobar una solució matemàtica l’any 79, i era estranya, però resolia el problema. Però no s’entenia el significat, era més aviat una intuïció matemàtica que no pas una demostració rigorosa i constructiva. I ell mateix no va saber el significat fins 4 anys més tard, el 1983, va trobar una interpretació física d’aquesta solució intuïtiva que havia descobert que resolia la paradoxa matemàtica, i és per això sobretot que se li ha reconegut amb el premi Nobel. És a dir, de complexitat n’hi ha molta, però un científic amb el recorregut i el pedigrí i la categoria de Parisi n’hi ha pocs. Per això se l’ha seleccionat a ell, i de fet se li ha donat el 50% del premi, perquè es podia haver repartit també aquesta part que no era de models climàtics amb un altre, i no s’ha fet, perquè la seva contribució va ser singular.

Però això els anys 80 i els anys 90 ja se sabia, Parisi ja era conegut a finals dels 70, perquè havia fet teories en física de partícules que encara avui en dia s’utilitzen per calcular les seccions eficaces dels experiments dels col·lisionadors protó-protó que hi ha al CERN, i per tant ell ja era molt conegut en el seu temps per altres contribucions.

JMCC: Pots explicar una mica la teva relació amb ell i quines vivències hi vas tenir.

FR: Bé, jo vaig començar a treballar amb ell perquè el doctor Javier Tejada de la UB em va dir: «Fèlix, harás una tesis con vidrios de espín», això l’any 1989, o 88, i jo li vaig que d’acord, i ell va dir-me: «Irás con la mejor persona que hay en Roma, que conozco a través de un colaborador mío que está en el Consiglio Nazionale della Ricerca», que és a la Via Salaria, al nord de Roma, per experimentar amb el magnetisme.

Contactar amb en Parisi va ser terrible, perquè parlàvem per telèfon i cridava (l’imita), al final em va dir que sí, que hi anés, i jo m’hi vaig presentar el juny del 1989 per estar-hi un mes i fer un projecte. Ja arribar allà i trobar-lo a la facultat de física a Roma va ser difícil, el vaig trobar i em va dir: «ah, sí, sí, t’esperava, sí, sí!», i li vaig preguntar «on dormiré», em pensava que m’hauria buscat un allotjament… però no m’havia buscat res, i vaig haver d’anar amb uns espanyols que hi havia allà que treballaven amb ell en qüestions de física de partícules.

Vaig ser-hi un mes, em va donar un problema, jo era molt jove, tenia uns 23 anys, vaig tornar a Barcelona i vaig començar a treballar sol i recordo que entre el 1989 i el 1990 vaig estar sol fent simulacions amb aquest model que em va proposar, i recordo que 6 mesos després li vaig enviar un article amb els meus resultats, i em va enviar un mail dient-me «felicitats, et felicito, això està molt bé, i tal», i em va dir «perquè no vens i estàs més temps?».

Llavors em vaig emocionar, tot content, m’havia deixat la nòvia i tenia l’excusa per anar-me’n, aquestes coses de la vida, el setembre del 1990 vaig anar a treballar amb ell i tenia una beca del ministeri per fer la tesi, i llavors vaig començar a fer la tesi a Barcelona amb els diners que em donava la beca, i vaig descobrir que no tenia estudiants de tesi de doctorat, perquè no en volia, però a mi em va acceptar, perquè vaig anar com d’il·legal, com d’immigrant il·legal.

Llavors ell, en comptes de buscar-me un despatx, li feia mandra buscar-me’l, i em va dir: «Posa’t al meu despatx», i vaig començar a compartir despatx amb ell, vaig estar així 2 anys, des del 1990 al 1992, i després ell se’n va anar a la Universitat de Roma, llavors jo encara estava al seu despatx… a Roma hi havia 2 universitats, Tor Vergata i La Sapienza (ara n’hi ha 3), vaig estar a Tor Vergata amb ell, recordo que feia com de secretari, perquè ja era molt famós, i tothom el buscava, hi havia el sistema Vacs de comunicació amb ordinadors, i em deien «Felix, c’è Giorgio oggi?», «Espera un moment que miro… em sembla que arriba a les 12, a mezzogiorno»… Jo tenia aquesta relació privilegiada perquè d’alguna forma jo tenia en Parisi quan volia. «Giorgio, puc parlar amb tu, d’aquí a una estona», i em deia «sí, sí».

El recordo com una persona especial, feia càlculs d’arrels cúbiques amb tres decimals en 5 segons, es posava la mà al front i treia el número… Era una persona singular, segurament que utilitzava regles mnemotècniques, però era un geni, ja se li veia, tenia una capacitat… I me’n recordo el 1994, que és quan vaig desenvolupar la teoria… havien passat 5 anys des del 1989, jo estava encara amb ell, a l’estiu del 1994, el juny del 94, que hi havia el Mundial, me’n recordo unes setmanes que vam desenvolupar una teoria que se’n diu teoria de camps de rèpliques, és a dir, aquesta idea del trencament de rèpliques portada al nivell de teoria de camps, i vam fer una sèrie d’articles amb ell i amb l’Enzo Marinari, que és el seu col·laborador més estret durant anys, vam fer els tres diversos articles, vam publicar com 10 articles pràcticament en aquesta línia, i me’n recordo d’unes setmanes de fertilitat, ell venia amb unes solucions matemàtiques complicades que jo després reproduïa… va haver-hi un fervor durant aquelles setmanes. I això és una mica la producció científica, hi ha moments en els que els científics són improductius al 100%, com els artistes, i moments d’una gran productivitat.

I després ja vaig marxar de Roma, vaig anar primer a Madrid, després a Amsterdam… Clar, jo tenia que créixer personalment perquè, créixer a l’ombra d’una persona tan gran és tant… Té la cosa positiva que estàs amb una persona gran, però arriba un moment que, entre cometes, no diré que l’has de matar, però has de treure el millor de tu independentment fins on puguis. Hi ha gent que en ciència això no ho ha fet, jo he vist gent que ha crescut a la seva ombra sempre, i encara estan a la seva ombra, i conec gent com jo que han anat cap a altres camins.

JMCC: Abans l’has anomenat com el teu pare científic, d’alguna manera.

FR: Clar, quan ets jove amb qui creixes és amb el teu director de tesi sobretot, després amb altres persones he crescut i he après de molta gent, i després dels meus col·laboradors, jo tinc moltíssims col·laboradors a tot el món, i aprenc de tothom, i també de tu, Josep Maria, perquè ha estat molt bé aquesta conversa, he après moltes coses també de la teva percepció, aquestes preguntes que feies, del trencament de la simetria de rèpliques a les galàxies. Jo crec que ni els del comitè Nobel ho saben, però queda bé, es per dir que si funciona per canvi climàtic… A veure, si funciona pels àtoms ha de funcionar a tot arreu. Com pot no ser així, no?

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?

Aquest és el segon programa de Sistema Gaia, un projecte per analitzar, debatre i donar a conèixer els sistemes complexos.

Gravat el 18 de gener del 2022, en Fèlix Ritort hi explica perquè el seu director de tesi, en Giorgio Parisi, ha guanyat el premi Nobel de Física del 2021.

Aquesta és la transcripció aproximada de tota la xerrada:

Bon dia, bona tarda, bona nit, sigui quan sigui que estigueu escoltant això, aquest és el segon programa de Sistema Gaia, un projecte que vol debatre i divulgar sobre això que en el vox populi se’n diu complexitat i que en àmbits més especialitzats s’anomena teoria de sistemes o paradigma dels sistemes complexos, o simplement sistemes complexos.

És un projecte del que us parla, en Josep Maria Camps i Collet, que és periodista de professió i antropòleg de formació, i que porta uns quants anys llegint tot el que li cau a les mans (i pot entendre) sobre els sistemes complexos i donant-li voltes des del dia que en va sentir a parlar.

Per tant, per fer-ho necessito molta ajuda, i el més lògic és acudir a les persones d’aquest país que s’hi dediquen acadèmicament i professionalment i també, es clar, vocacionalment, que ja són un bon grapat i que cada dia que passa n’hi ha més.

L’arrencada d’aquest projecte ha coincidit amb un esdeveniment que ha estat molt significatiu pel camp que aquí es tracta: la concessió del premi Nobel de Física a tres investigadors precisament per la seva aportació a l’estudi de la complexitat, una cosa que no havia passat mai abans. En concret la principal argumentació del comitè Nobel de física de l’Acadèmia sueca de ciències per donar-los el premi a tots tres és, cito textualment, «per les contribucions innovadores a la nostra comprensió dels sistemes complexos».

De fet, el premi l’han dividit en dues parts iguals, i una l’han donat a dues persones que van ser clau per la definició dels models climàtics que han permès provar que el canvi climàtic existeix i que l’ha provocat l’activitat de la humanitat, el nord-americà d’origen japonès Syukuro Manabe, i l’alemany Klaus Hasselmann, i l’altra meitat l’han donat a una sola persona, l’investigador italià Giorgio Parisi, torno a citar textualment «pel descobriment dela interacció del desordre i les fluctuacions en els sistemes físics des de les escales atòmiques fins a les escales planetàries«, poca broma.

S’ha destacat molt la primera part, el reconeixement a la ciència del clima, cosa que també ha estat la primera vegada: anteriorment només s’havia premiat aquest àmbit el 2007, però no per la banda científica, sinó per la sociopolítica podríem dir, perquè van atorgar el premi Nobel de la Pau al Grup Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic de l’ONU, l’IPCC, i al polític i activista ambiental Al Gore.

Però s’ha parlat menys de la segona, la relativa directament als sistemes complexos, tot i que la ciència del clima entra també dins d’aquest paradigma. Aquí avui ens centrarem en la figura i l’obra de Giorgio Parisi, i ho farem amb la persona del nostre país que ho pot explicar més de primera mà i amb més coneixement de causa: el professor i investigador de física de la matèria condensada de la Universitat de Barcelona Fèlix Ritort, benvingut Fèlix a Sistema Gaia.

Fèlix Ritort (FR): Gràcies, Josep Maria.

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Fèlix Ritort és membre de l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia de la UB, també és president de la divisió de ciències de la vida de la Societat Europea de Física, però sobretot és el màxim responsable de l’Small Biosystems Lab, el laboratori de sistemes biològics petits, en podríem dir així (En Fèlix assenteix), que va fundar ell mateix el 2005. En aquest laboratori s’ha dedicat i es dedica a estudiar els sistemes desordenats i la dinàmica del no equilibri a nivell molecular, amb estudis multidisciplinaris que estan a cavall de la física, la química i la biologia.

I l’hem convidat perquè, als anys 90 va compartir despatx universitari amb Giorgio Parisi a Roma durant uns quants anys, privilegi que no es va quedar aquí: Parisi també li va dirigir la tesi doctoral «Several aspects of spin glass theory», que es podria traduir com a «Alguns aspectes de la teoria dels vidres d’espí», un privilegi superlatiu perquè no només és un científic de la talla que és, sinó perquè ha dirigit molt poques tesis doctorals.

FR: I també vaig fer el postdoc amb ell, amb una beca europea, de dos anys.

JMCC: O sigui que no només el doctorat sinó també l’aprofundiment.

FR: Efectivament.

JMCC: El primer programa de Sistema Gaia l’Albert Diaz-Guilera, col·lega teu a la facultat de Física de la UB va venir a dir-nos que en l’àmbit de la física dels sistemes complexos hi havia com el convenciment que, quan es donés el premi Nobel de Física a algú del vostre ram, aquest seria, segur, Parisi. Era exagerat dir això, o realment deieu: «Un dia o altre li ha de caure».

FR: Penso que no, que és encertat. Tots, i jo particularment, teníem sempre la percepció que el Giorgio seria premi Nobel, i curiosament després que li van donar, parlant amb uns amics de tota la vida amb els que feia excursions al Pirineu, em van dir: «Tu, Fèlix, quan tenies 22 anys o 23, i parlem de l’any 89-91, que estaves allà, ja deies que algun dia li donarien el Nobel». I és veritat, al final ha estat així. I no és exagerat perquè ell ha fet unes teories molt interessants i d’una bellesa inigualable que expliquen com la matèria desordenada d’alguna forma s’organitza espontàniament tal com fan inclús els sistemes ordenats.

I de fet, els sistemes que tenen ordre, la percepció de l’ordre és un cas particular de l’organització espontània de la matèria a tots els nivells, a totes les escales, des d’allò més petit, atòmic, a allò més gran, planetari, degut a aquest principi que existeix a la naturalesa que tot espontàniament tendeix a ordenar-se, tendeix a adquirir una estructura. És l’única forma que té la natura per emmagatzemar informació en totes les escales, de forma resumida.

JMCC: Ell explica que quan estava desenvolupant això, que era a finals dels anys 70, en el fons no sabia què estava fent. Inclús que quan li van publicar la recerca, qui li va valorar en va fer treure una part perquè considerava que no era de rebut, i que ell no va poder oposar-s’hi perquè no sabia què estava fent, i que va ser a posteriori que ho va descobrir.

FR: Efectivament, quan ell va trobar el que s’anomena trencament de la simetria de rèpliques, va trobar una solució al problema d’una paradoxa que ningú sabia resoldre, ell va trobar una solució matemàtica l’any 79, i era estranya, però resolia el problema. Però no s’entenia el significat, era més aviat una intuïció matemàtica que no pas una demostració rigorosa i constructiva. I ell mateix no va saber el significat fins 4 anys més tard, el 1983, va trobar una interpretació física d’aquesta solució intuïtiva que havia descobert que resolia la paradoxa matemàtica, i és per això sobretot que se li ha reconegut amb el premi Nobel. És a dir, de complexitat n’hi ha molta, però un científic amb el recorregut i el pedigrí i la categoria de Parisi n’hi ha pocs. Per això se l’ha seleccionat a ell, i de fet se li ha donat el 50% del premi, perquè es podia haver repartit també aquesta part que no era de models climàtics amb un altre, i no s’ha fet, perquè la seva contribució va ser singular.

Però això els anys 80 i els anys 90 ja se sabia, Parisi ja era conegut a finals dels 70, perquè havia fet teories en física de partícules que encara avui en dia s’utilitzen per calcular les seccions eficaces dels experiments dels col·lisionadors protó-protó que hi ha al CERN, i per tant ell ja era molt conegut en el seu temps per altres contribucions.

JMCC: Sí, ell havia estat al CERN, oi?

FR: No hi havia estat mai, però havia treballat amb física de partícules, perquè la física romana tradicionalment ha estat molt forta, a nivell experimental i teòric, en la comprensió de l’estructura nuclear de la matèria.

JMCC: Precisament, just després de la concessió del premi Nobel curiosament ha publicat un llibre de divulgació, se’n podria dir de divulgació («In un volo di storni»), que tenia més o menys escrit perquè ha publicat a posteriori, i hi explica que una cosa que li va passar l’any 73 amb una gent que treballava al CERN, va estar a punt d’arribar a una altra solució, no aquesta sinó una altra, que també era de premi Nobel directe. I és curiós que ho diu amb aquesta tranquil·litat, i que purament en aquell moment no se li va acudir ajuntar dues idees que ell tenia en el seu bagatge, una que li estava exposant em sembla que era un investigador holandès, i que ell tenia aquest bagatge que l’altre no tenia, i que hagués pogut fer la connexió llavors, i que no la va fer.

FR: És la llibertat asimptòtica, que és la teoria d’interaccions fortes, dels quarks, i el confinament dels quarks dins dels varions, i llavors ell va entendre matemàticament com fer aquesta teoria. Després el premi Nobel el van donar a altres persones, entre elles Frank Vilczek, i altres que van compartir aquest premi Nobel de la llibertat asimptòtica en les interaccions fortes, que se’n diu.

JMCC: Ell explica que li interessava sobretot la física de partícules subatòmiques, però que es va interessar pels vidres d’espí, i va fer servir això que en deien una metodologia de rèpliques, repetir diverses vegades un resultat i veure què passa. I llavors ell va descobrir el trencament d’aquesta simetria, que els resultats no eren simètrics, sinó que es trencava la simetria. Això què vol dir? O potser hauríem d’explicar abans els vidres d’espí, o no cal?

FR: Bé, els vidres d’espí són aliatges metàl·lics on hi ha una fracció molt petita, inferior al 10%, d’impureses ferromagnètiques, d’àtoms ferromagnètics, amb una malla d’un material que generalment és un metall, un coure, per exemple, o una plata.

JMCC: O sigui que no són vidres?

FR: No, són sistemes magnètics, són vidres magnètics. És a dir: un vidre com el de la finestra és un material que té unes interaccions fortes, que pot ser fet de diòxid de silici, i el que passa és que la conformació posicional, l’organització dels àtoms d’oxigen i de silici i del que hi hagi, està totalment desordenada, no hi ha una estructura periòdica, i això és el que se’n diu un vidre estructural. En canvi els vidres d’espí són sistemes on hi ha un desordre posicional de les impureses magnètiques, però sobretot hi ha unes interaccions magnètiques entre els espins d’aquests àtoms magnètics, de ferro, o de manganès, del que sigui, que el que fan és que la interacció sigui ferromagnètica o antiferromagnètica. És a dir, el desordre posicional dels àtoms de silici o d’oxigen que pot haver-hi en un vidre de finestra correspon a la interacció ferromagnètica dels spins d’un vidre d’espí magnètic.

Però l’analogia és que el material magnèticament es desordena i no hi ha una periodicitat en l’orientació dels spins magnètics: uns cap amunt, uns cap avall, i és tot desordenat, com un sistema amorf, són sistemes amorfs magnètics, és la variable de l’emanació local de cada àtom que apunta en una direcció totalment aleatòria, no hi ha ordre magnètic, això és el que és un vidre d’espí.

JMCC: I aquest ordre va canviant depenent de la temperatura, escalfant-lo o refredant-lo, que aconsegueixes que faci un canvi de fase, oi?

FR: Efectivament, a altes temperatures tot es desordena d’una forma trivial, com si agafes un vidre i el trenques en trossos, però no hi ha res allà. L’interessant que va fer Parisi és que va descobrir quina és la fase… quan tu refredes aquests materials no es queden totalment desordenats, tenen un cert ordre, és aquest ordre que descriu això que has mencionat de la simetria de rèpliques, i ell va fer la teoria matemàtica que, a baixes temperatures, encara que sigui amorf, és un amorf amb un cert ordre, hi ha una multiplicitat de fases en aquest desordre.

És com la biologia, tu mires les espècies biològiques i hi ha una aranya, una mosca, un humà, hi ha un tigre, això és desordenat, però no està totalment desordenat. Perquè? Doncs perquè si agafes totes les espècies biològiques i les poses en conjunt i les mires, hi ha similituds entre unes i diferències entre altres, però es poden organitzar en un arbre genealògic: hi ha espècies més petites i menys desenvolupades, i unes més grans, i estan relacionades a partir de l’evolució. Doncs ell el que va demostrar amb aquesta simetria de rèpliques és que els sistemes amorfs per sobre de la temperatura amb la que es desordenen, allà no hi ha res, però per sota, són amorfs però tenen una estructura, una organització com d’arbre genealògic, això és el que ell va trobar matemàticament.

JMCC: I què vol dir que hi ha trencament de la simetria de rèpliques?

FR: Llavors què vol dir això? Imaginem-nos que em miro la meva mà i després la poso davant del mirall. Evidentment hi ha una simetria entre la meva mà i la imatge especular que fa el mirall, són la mateixa, hi ha una simetria entre les dues. Llavors, imaginem que ara agafo moltes mans de moltes persones i un únic mirall per tothom i començo a mirar mans, i veuria que el 50% de les mans tenen una simetria dreta (imaginem-nos que tots alcen la mà dreta) les observacions de les mans que no pateixen reflexió serien mans dretes, i l’altre 50% que són reflexions serien mans esquerres. Jo em miro totes aquestes mans, sempre la mà dreta, però miro la real i la reflectida i hi ha el 50% d’espècies de cadascuna.

Llavors ell el que va demostrar que, igual que jo ara he dit que si jo multiplico la meva mà dreta per moltes mans, i en comptes d’una, agafo mil mans, idèntiques, que poden ser de persones diferents o la mateixa meva, perquè les mans són totes iguals, en definitiva, no? Jo classificaria entre el 50% un tipus i les reflectides i un 50% l’altre. Ell el que va fer matemàticament va ser agafar un sistema desordenat, amorf, i el va replicar, com si estiguessis replicant les mans, i al trobar la solució del sistema replicat, va trobar no que el 50% eren d’un tipus o d’un altre, va trobar un 1% d’un tipus, un 1% d’un altre…

El sistema multiplicat, de forma espontània, adquiria moltes conformacions com les 2 orientacions que pateix una mà quan la mires en una reflexió, la mà dreta reflectida és mà esquerra. Ell va veure que això, espontàniament, aquest procés de reflexió entre cometes, succeïa al multiplicar el sistema amorf moltes vegades i resoldre matemàticament parlant, tot el sistema, la multiplicació d’aquesta multiplicitat d’aquestes còpies del sistema original. Fa una cosa matemàtica rara, per això se li diu «truc de la rèplica», perquè és fer moltes còpies del sistema.

I dius: com és possible que fent còpies d’un sistema vegis coses diferents? Precisament aquí està la gràcia d’aquesta teoria dels sistemes desordenats que va fer: al multiplicar-ho no generes un sistema gran que és la repetició dels sistemes individuals, és un sistema nou totalment diferent, és com si, agafant molts pastissos iguals, i mirant-los sortís un pastís gran però que és totalment diferent.

És com barrejar sabors, tens molts sabors que són aparentment iguals, però quan els barreges apareix tota una gamma diferent. Això és un dels misteris, no s’entén molt bé, encara hi ha dubtes sobre el significat físic d’això, de fet no hi ha una verificació experimental nítida d’això. Aquest és un premi Nobel que s’ha donat per la idea, per la concepció, per la bellesa de la teoria, i no tant per la verificació experimental que existeix a la natura.

JMCC: Suposo que és molt difícil verificar una cosa així en un vidre d’espí. Perquè s’està parlant de models, no hi ha realment vidres d’espí…

FR: Sí, hi ha vidres d’espí i hi ha mesures i hi ha prediccions que té la teoria de Parisi sobre com respon la magnetització a un canvi de temperatura, com respon un canvi de camp magnètic, com respon la capacitat calorífica, etc, etc. Però no hi ha una demostració experimental que hi ha tots aquests estats que surt d’aquesta solució múltiple de totes aquestes simetries que es trenquen, això no existeix. Però tampoc existien els anys 20 quan li van donar el premi Nobel a l’Albert Einstein.

Bé, li van donar per l’efecte fotoelèctric, no li van donar per la teoria de la relativitat, però no existia una evidència experimental de les ones gravitacionals, s’ha trobat ara recentment. I també els forats negres, es van predir ja des de Laplace, per dir fa molt més temps, que ell va ser qui va dir que ni la llum podria sortir d’un forat negre. Però és que els forats negres existeix la teoria des de Penrose i Hawking, i només recentment s’ha verificat.

És a dir, hi ha moltes teories en física que la verificació experimental arriba més tard, i jo crec que la teoria de la complexitat de Parisi, entesa des d’aquest punt de vista de la simetria de rèpliques, és una de les que encara no s’ha fet i esperem que es pugui fer els propers anys. Seria molt maco.

JMCC: Tu has afirmat que creus que és probable que sigui una teoria que expliqui com s’organitza la vida a nivell molecular. Ho pots desenvolupar, o és una intuïció que és difícil de…?

FR: Bé, no és tant una intuïció, és una intuïció, però hi ha fonaments per entendre aquesta intuïció. Una de les coses que s’està descobrint ara en biologia, per exemple, és que hi ha un munt de molècules, per exemple, d’àcid ribonucleic… fins ara l’àcid ribonucleic expressava proteïnes, se li deia ARN codificant, però existeix una multiplicitat de seqüències d’ARN que fan coses diferents, i de fet nosaltres ara estem estudiant molècules d’ARN al meu laboratori i estem veient que aquestes molècules són pràcticament idèntiques, són sistemes amorfs, són polímers desordenats, són una mica com els vidres d’espí però, pobrets, són cadenes, no són tridimensionals, no són trossos de matèria macroscòpica, són cossos moleculars, però són desordenats, són amorfs també, i veiem que es pleguen en estructures totalment diferent i cada estructura té la seva funció.

Sembla que la biologia, per tenir multiplicitat de de funcions, és a dir, multiplicitat de camins de regulació, multiplicitat de formes de defensa contra els patògens… O sigui, el cos humà, la matèria viva adopta tot aquesta multiplicitat que descriu la teoria dels sistemes amorfs de Parisi. Això ho ha utilitzat l’evolució per perquè puguem nosaltres existir tal com som, amb tota la nostra complexitat. O sigui jo crec, i encara no se sap evidentment, però aquesta és una de les línies on demostrar experimentalment la teoria de Parisi, no en els superconductors, no en els vidres d’espí magnètics, no en els polímers, no ens els plàstics, possiblement en la matèria biològica. Això és una opinió personal, i em puc equivocar.

JMCC: I et dediques a això?

FR: Sí, tinc ganes de fer coses en aquesta direcció.

JMCC: Perquè suposo que haver treballat amb el Parisi en el seu moment, haver fet la tesi doctoral sobre el seu tema principal i continuar en aquesta línia, derives una mica d’això com a acadèmic i al teu laboratori?

FR: Sí, es clar, jo vaig fer la tesi amb ell, també el postdoc, vaig compartir despatx amb ell, tinc una relació amb ell, és el meu pare científic, i sé com pensa… Si tanco els ulls i estigués aquí, per la olor sabria que és aquí. Per la olor, fixa’t tu, té una olor peculiar, és una persona molt singular, però una cosa estic d’acord amb ell… Ell és molt físic matemàtic, a mi recentment m’ha interessat més l’experiment, crec que contrastar les idees amb els experiments, amb la natura és un repte que és fascinant. Jo crec que en això ell té raó, i no ho deia només ell, ho han dit molts científics al llarg de la història: han remarcat la importància de la bellesa de les teories físiques, la bellesa de de la natura. És a dir, quan tu descrius una cosa de forma simple però bella té molt més valor que si només és simple, la bellesa és un valor afegit.

JMCC: Això és el que expliquen els que van trobar l’estructura helicoidal de l’ADN, que van tenir aquesta sensació, quan es van preguntar: és aquesta? I la van veure i van dir: sí.

FR: Perquè l’ADN és una doble hèlix? Perquè és una escala de cargol? Doncs perquè l’ADN ha de ser estable, i per ser estable ha d’expulsar tota l’aigua. Tu què fas amb una tovallola per expulsar-ne l’aigua? L’enrotlles, veritat? Doncs l’ADN espontàniament s’enrotlla sobre sí mateixa i treu tota l’aigua, i així manté la seva estructura, la seva estabilitat. Llavors és un material que dura anys i anys, sempre amb mutacions, perquè no hi ha res perfecte i per això hi ha malalties, però ja és molt que jo vaig néixer l’any 1965 i estem el 2022 i encara soc exactament el mateix. Això és gràcies a l’estabilitat de l’ADN, sinó seria un tiu totalment… (riu)

JMCC: De fet està definit fa milers de milions d’anys, no? La cèl·lula eucariota no sé quan es situa en el temps…

FR: No se sap, això no se sap, 4.000 milions d’anys és l’origen dels cianobacteris, però es clar, els cianobacteris ja és tot, ja és ADN, replicació, proteïna, àcid ribonucleic i oxiribonucleics, transcripció, traducció, és tot.

JMCC: A mi m’ha sorprès el llibre del Parisi per com de senzill és a l’hora d’explicar-se…

FR: El llibre els ocells et refereixes?

JMCC: Sí, sí, (és «In un volo di storni», que es pot traduir «En un vol d’estornells»), parla dels ocells en el primer capítol i després se’n va i fa una autobiografia, que en part és personal i en part és científica, i és molt interessant. Ell de vegades ha dit que definir la complexitat, i aquí tiraré cap a la meva banda, que és parlar de la complexitat en general, m’agrada molt una definició que fa, diu que un amic seu va estar buscant definicions de què és la complexitat i que en va recollir unes 65 de diferents. Ho dic per destacar com de difícil és definir què coi és aquest concepte que alguns hi veiem una nova manera de veure la ciència, i diu que la majoria de definicions diferenciava entre complex i complicat. I posava com a exemple, que em va fer molta gràcia, un avió, un avió comercial, s’entén, que deu tenir uns 10 milions de peces, i que és una cosa molt complicada però que no és complexa, perquè està feta, això fa molta gràcia com ho diu, «disegnato sul tavolino», dissenyat a sobre de la taula, i que per tant cada peça té una funció, i no es pot esperar que aquest avió evolucioni cap a coses noves, que seria el que fan els sistemes complexos, que no els ha dissenyat ningú i que evolucionen i s’adapten.

A mi m’ha agradat molt com ho explica, això, que és difícil de vegades explicar què és la complexitat. T’ho deia perquè ell assegura que (i tot això a tu no et vindrà pas de nou, perquè l’has sentit parlar moltes vegades), però jo et volia preguntar que ell diu que li agrada la complexitat perquè permet analitzar els sistemes a molts nivells diferents, i tu t’has centrat en el nivell molecular, que potser és dels més complexos o més difícils d’analitzar.

FR: No necessàriament, és el més fonamental, perquè és l’estructura més primària que hi ha a les molècules biològiques, és a nivell d’àtoms, de polímers, l’ADN, l’ARN, però no necessàriament, també hi ha a nivell cel·lular.

Has dit això de la complexitat i la complicació, «un aereo è disegnato su un tavolino» (imita Parisi), i és veritat, hi estic d’acord. No és l’únic que ha dit aquesta diferència, altres científics, inclús no físics, biòlegs han emfatitzat aquesta diferència. De fet, la diferència entre un avió, que és complicat, i un sistema complex, com pot ser una molècula biològica o un òrgan, és la multiplicitat de funcions que fa un sistema complex, a nivell de funcionalitat inclús. Mentre un avió només té una funció, que és volar, és a dir, no pretenguis amb l’avió fer altra cosa que no sigui volar, perquè està fet només per això, mentre que un òrgan biològic, que no està fet «sopra il tavolino», té la capacitat d’adaptar-se a tantes coses. Llavors aquesta adaptabilitat, aquesta mal·leabilitat, aquesta resiliència, tot això és més característic dels sistemes complexos.

Llavors hi ha aquesta definició que a mi m’agrada molt de François Jacob, que també és un premi Nobel de biologia molecular, als anys seixanta, amb Jacques Monod li van donar el premi Nobel pel descobriment del mecanisme de repressió dels enzims, la lactosa, la lactasa, etc, ell tenia aquesta definició: L’evolució, per fer els organismes vius, no opera com fa un enginyer, opera… i utilitza una paraula que mai recordo, que oblido sempre, però és com un artesà, no com una persona que dissenya i té un disseny escrit sobre la taula i llavors necessita aquestes peces… agafa el que té a la disposició, fa una cosa més artesanal: necessito això, ho busco, busca i manega tot el que té a disposició per aconseguir el que més necessita.

I després si necessita una altra peça la canvia, i està sempre, com diuen en anglès «tinkering» (retocant), està tocant varis instruments, varies peces, varies notes per aconseguir alguna cosa que vagi cada vegada millor. Però no va cap a un objectiu únic, va cap a que allò cada vegada funcioni millor sense saber exactament cap a quina direcció va. I aquesta diferència entre aquest enginyer i aquest artesà… que no és artesà, és una altra paraula però l’he oblidada.

JMCC: És francesa, no?

FR: En castellà existeix, és una paraula comuna que jo oblido contínuament, i vaig al llibre i la busco.

JMCC: Això que dius recorda el que deia Claude Lévi-Strauss, que parlava del pensament bricoleur…

FR: Bricolatge! Aquesta és la paraula! No és una obra d’enginyeria, és una obra de bricolatge, exactament, aquesta és la paraula, gràcies, me l’has recordat.

JMCC: Doncs igual la va treure del Lévi-Strauss, que parlava del pensament bricoleur, que és el que fas servir quan has de solucionar un problema i no tens 5 anys per fer una carrera, diguem.

FR: Exactament, és una operació de bricolatge. És possible, però Lévi-Strauss possiblement és posterior a François Jacob.

JMCC: Bé, Lévi-Strauss té aquest llibre, El pensament salvatge, no sé si et sona, i que planteja que el pensament no és exactament racional, sinó que és sobretot inconscient, però a més a més és «salvatge» en el sentit que agafa el que pot i no està plantejant-se «hem de fer les coses bé», sinó que les fa. I penso que és la mateixa idea que l’evolució biològica a nivell molecular hi ha el que hi ha i tira endavant amb el que hi ha. I si funciona, sobreviu, i sinó, un altre.

FR: Exactament, aquest es mor i ve un altre individu, i nosaltres som les peces d’aquest bricolatge de la natura, efectivament. És una analogia molt maca i hi estic totalment d’acord.

JMCC: I a més a més que no hi ha un propòsit, no hi ha una teleologia… Això entenc que és la base, no hi ha un propòsit?

FR: Efectivament, això és la diferència entre una cosa que té un destí, un objectiu, i una cosa que no en té. I aquesta paraula en anglès, una vegada quan vaig escriure un article quan estava a Berkeley i parlava de la natura i la biologia, de tota la complexitat de la molècules que tenen funcions diferents, i ho intentava comparar amb les peces d’una màquina tèrmica, una màquina termodinàmica, un avió, per exemple, i deia que clar, les peces biològiques tenen aquesta… vaig trobar aquesta paraula, «purposefulness» («intencionalitat») i recordo que un amic biòleg professor de Berkeley que em va dir: això no ho posis mai, perquè la biologia no té «purposefulness». I tenia raó! Clar, el meu anglès era limitat, i la vaig treure.

JMCC: Bé, és la definició de teleologia, la idea que una cosa té un propòsit i que es projecta cap al futur, que és el que ens passa amb el nostre pensament, i que ens pensem que el món funciona així. Bé, nosaltres ho fem! Jo vull fer una casa i la faig, però la biologia no funciona així.

Canviant de tema, m’agradaria que m’expliquessis a què us dediqueu, m’has explicat això de l’ARN… El fet del 2005 dir: jo fundo aquest laboratori, aquí sí que hi ha un objectiu, oi? Quin «purposefulness» hi havia, què és el que volies fer, ja fa 17 anys, que Déu n’hi dó.

FR: Ara faré un acte de sinceritat: quan vaig fer la tesi amb el Parisi, vaig començar el 1989, vaig anar a veure’l a Roma, tota una història molt interessant com vaig acabar allà, vaig treballar fins l’any 2001 aproximadament, uns 12 o 13 anys treballant amb la teoria dels vidres d’espí, sistemes desordenats, sistemes fora de l’equilibri… hi ha tot un aspecte molt important dels sistemes desordenats i és que mai s’equilibren i llavors hi ha tot un aspecte de la física que s’anomenen sistemes fora de l’equilibri. I em vaig donar compte que… a tots ens passa, als científics, tu quan ets jove fas una tesi doctoral, t’especialitzes, si pots guanyes una oposició, en el meu cas vaig ser professor a Barcelona, fas una carrera…

Però llavors arriba un moment que has de canviar, has de matar per dir-ho d’alguna manera la teva joventut i decidir què vols fer per tu mateix. I jo estava una mica cansat de tanta teoria, perquè era tot molt teòric, i hi havia unes disputes que ara no cal parlar-ne, hi havia molta gent en contra de la teoria de Parisi, que ara es deuen estirar una mica els cabells perquè han vist que li han reconegut, però hi havia molta oposició a les seves teories en aquells anys. També és veritat que Parisi de vegades tirava pel dret i es va convertir una mica en una lluita entre sectes, jo quan veig sectes llavors ja no m’agrada, a mi m’agrada que hi hagi… El mestre absolut és la natura, no és el que jo pensi, o si jo soc Einstein, o soc aquest, o soc l’altre, la natura és la nostra mestra absoluta. Per això la física, la química, la biologia són ciències experimentals.

Bé, en qualsevol cas jo vaig voler canviar i obrir-me a un camp nou, i llavors vaig decidir fer experiments. I en aquell temps… canviar de camp, vaig començar a experimentar amb coses, espectroscopia, òptica, vaig començar a mirar coses d’econofísica, però al final em va atraure l’atenció tot això de la manipulació de molècules individuals, hi ha unes tècniques, que per cert també a l’any 2018 vaig estar a Estocolm pel premi Nobel, perquè vaig nominar, en una altra àrea diferent, una altra persona que després va ser reconeguda, que era el descobriment de les pinces òptiques, i vaig agafar i per circumstàncies de la vida me’n vaig anar als Estats Units, i ja sent professor vaig dir, sort de la distinció de la Generalitat que em van donar per poder dedicar-me encara a la recerca, vaig agafar i me’n vaig anar, com si comencés de zero, i vaig començar a fer una altra cosa, i vaig dir: jo vull fer els meus propis experiments i muntar el meu propi laboratori. I un dels científics que em va ajudar és Carlos Bustamante, que està a Berkeley, que també aquest és, ja ho dic aquí públicament, que segurament serà premi Nobel dels pròxims anys, no necessàriament de física, va tenir unes tècniques maquíssimes de manipulació de molècules.

Llavors em vaig posar allà a treballar, i el 2005 vaig muntar el laboratori, ha estat una feinada però ara funciona, està operatiu, i és la recerca que m’ha fet més independent a nivell personal i m’ha fet madurar com a científic. I ara, tornant cap al passat, perquè tenim aquesta cosa de voler convertir una de les rectes en cercle, ara vull tornar al principi, i ara vull trobar el Giorgio i dir-li: mira, he fet un experiment on demostro que hi ha trencament de simetria de rèpliques. M’encantaria fer aquest experiment, i crec que es pot fer. I si es pot fer és amb aquest tipus de tècniques físiques a nivell molecular. I per això m’interessa tot aquest estudi de la biofísica molecular, estudiar l’ADN, l’ARN, que són estructures desordenades, i m’agradaria molt mesurar, quantificar experimentalment el trencament de simetria de rèpliques a escala molecular. Perquè jo estic segur que existeix, perquè són sistemes desordenats a nivell microscòpic.

JMCC: Però amb quines eines es fa això?

FR: Es fa amb unes eines que es diuen pinces òptiques, aquesta tècnica experimental que permet atrapar, immobilitzar, capturar partícules molt petites, de plàstic, i ancorar-les amb llum, movent el feix de llum, unint aquesta boleta a una molècula i tirar la molècula. Són tècniques que se’n diuen d’espectroscopia, mesura d’espectres, d’alguna manera de força, mesuren forces, i tenim una resolució de piconewtons, 10 elevat a -12 newtons, un newton és un quilo, per tant és una força extremadament petita. I mesurem distàncies de desplaçaments de l’ordre del nanòmetre. Per tant tenim una mesura d’energies, l’energia es mesura com el producte de la força per la distància, com el treball mecànic, i un piconewton per un nanòmetre és 10 elevat a -21 joules. Això és l’energia cinètica d’una molècula d’aigua, d’una, per tant mesurem les col·lisions moleculars, i per tant tenim una tècnica exquisida per mesurar energies extremadament petites, i per tant podem mesurar tota l’energètica dels sistemes moleculars amb una precisió comparable a la que tenen els sistemes macroscòpics amb les tècniques de mesura macroscòpiques. Però l’interessant és que podem mesurar sistemes físics desordenats a escala molecular amb una precisió absoluta i veure les conseqüències d’aquesta simetria de rèpliques a escala molecular. Jo crec que això seria molt maco. Això encara no s’ha fet.

JMCC: Clar, però se’m fa difícil pensar fins a quin punt… perquè l’important seria veure com actuen les molècules a dins de la cèl·lula, i com actuen directament a dintre del sistema que és la cèl·lula. D’això potser s’és molt lluny encara? O no?

FR: Clar, això és molt lluny, perquè mesurar… Efectivament, hi ha diversos tipus d’experiment en biologia molecular, en biofísica: els experiments ‘in vitro’, o ‘in vivo’, i ‘ex vivo’, ‘ex vivo’ és una cosa que té propietats de sistema viu, però el treus del sistema viu, seria estudiar un tros d’una cèl·lula, però morta. Una altra cosa és ‘in vivo’, estudiar les propietats d’un tros d’una cèl·lula en el seu entorn viu, mentre la cèl·lula està viva, després hi ha ‘in vitro’, que és agafar aquest tros de la cèl·lula, aïllar-lo i amb un tub d’assaig mesurar-ho amb altres coses, clar.

Però el nivell de complexitat que és molt més gran, més gran és ‘in vivo’, absolutament, després ‘ex vivo’, i després ‘in vitro’, el nivell de complexitat que s’observa que hi ha ‘in vitro’, que és matèria inert, però orgànica, trossos de matèria viva, fragments d’aquesta complexitat de la vida, no és tan diferent de la complexitat dels vidres d’espí, que en definitiva no estan vius, tampoc. Ja que la teoria dels vidres d’espí es va fer per sistemes magnètics, per sistemes inerts, també es pot fer per ‘in vitro’. Per tant, jo crec que ‘in vitro’ és el pas intermedi entre fer-ho amb un sistema ‘in vivo’ i fer-ho amb un sistema totalment inert, amb matèria inorgànica inert o amb un metall o amb el que sigui, que és el que es diu la matèria condensada, que és la disciplina de la física que estudia les propietats d’electricitat, propietats de transport, de calor, tèrmiques, el que sigui, de la matèria. És un punt intermedi, passar directament al sistema ‘in vivo’ no sé si es farà però em sembla que metodològicament és millor quedar-se en un punt intermedi.

Però dit això, si tu penses per exemple en el problema del dese nvolupament, com creix un organisme des de que des de l’ou, des del zigot, fins que es fa un organisme… van passant les setmanes, es van multiplicant, cada setmana es va multiplicant fins que arriba la blàstula i arriba tot aquest conjunt de cèl·lules, i després comencen a sortir els membres, les diferents parts del cos… Això en el fons és una cosa ‘in vivo’ totalment, però tota aquesta complexitat si hi ha alguna teoria primigènia que pot explicar-ho és la teoria dels vidres d’espí, perquè partint de matèria orgànica però desorganitzada, com pot créixer tot aquest organisme amb tota aquesta complexitat? Una mica com apareixen aquests estats en la simetria de rèpliques, no és tan diferent conceptualment, però això crec que jo no ho veuré. I per tant jo m’he de centrar en un punt intermedi en el que crec que hi ha més opcions de copsar. Però això arribarà algun dia? Doncs sí, d’aquí 100 anys possiblement…

JMCC: Suposo que faltaran més instruments científics per poder analitzar-ho…

FR: Més instruments, més científics, més científiques, més gent, d’això es tracta. I d’aquí a 100 anys possiblement arribarà, d’una forma… jo ho he resumit així, potser no serà així, però d’una forma semblant. Però que la teoria de Parisi, des d’aquest punt de vista, és la primera teoria que aborda aquesta complexitat des d’aquesta perspectiva, amb una projecció cap a la matèria biològica, per mi és gairebé natural, la meva intuïció em diu que és així, que és correcte.

JMCC: No sé si els responsables d’atorgar el premi Nobel de Física han estat capaços de fer una lectura d’aquest tipus, perquè ells parlen de física, es clar, parlen d’escales moleculars a escales planetàries. Com es reflexa això? Perquè són paraules grans, és gairebé com si es pogués plantejar com una teoria del tot, no? Com es podria dir que una galàxia està determinada per aquest trencament de simetria de rèpliques?

FR: Molt bona pregunta. De fet el que t’he exposat abans és la meva opinió personal de la projecció cap al futur, el premi Nobel reconeix el que s’ha fet, percep que això pot tenir moltes implicacions…

JMCC: Sí, però afirma això de les «escales planetàries»…

FR: Vols que et digui la resposta sincera? I don’t know, no ho sé, perquè jo quan vaig veure això de «les escales planetàries»… la molecular ho he argumentat una mica, amb l’ARN, bé, a nivell molecular hi ha un cert desordre. Si em preguntes si al nucli atòmic, que té quarks, tot d’interaccions, gluons, es pot descriure per la simetria de rèpliques, doncs potser allà… Però jo crec que la resposta a la projecció cap a sistemes grans del comitè Nobel una mica és el que fa unió amb l’altra meitat del premi Nobel, el canvi climàtic. Aquí és on entren les grans escales. És a dir: el canvi climàtic té alguna cosa a veure amb la teoria de Parisi? De fet, la teoria de Hasselmann, que separa l’evolució dels canvis climàtics… fa una teoria diguéssim del que seria el canvi climàtic en escales de temps no de dies o de mesos, sinó amb escales de desenes d’anys, de centenars d’anys, a escales molt grans, és una mica la teoria de les variables lentes i de les variables ràpides, que també apareix en la teoria dels sistemes desordenats de Parisi, sobretot quan es fa la versió dinàmica.

Les espècies, els humans, com si fóssim estats d’aquest trencament de simetria de rèpliques, naixem i morim, i triguem 100 anys, una mosca tres dies, però l’espècie evoluciona molt més lentament. Hi ha dues escales de temps, la personal, entre cometes «ràpida», i la lenta a nivell d’espècie. Això és una mica com el canvi climàtic: avui plou, demà no plou, això és una escala ràpida, després hi ha el canvi climàtic que ha demostrat rigorosament Hasselmann, i amb els models de Manabe, etc, de que és degut a causes humanes, i això són dues escales de temps, i hi ha aquesta analogia. Per tant, no és absurd pensar que aquests models, aquestes teories del canvi climàtic, que connecten també amb la teoria de Parisi, són les que projecten el que pot passar a escales ja molt més grans, a nivell de l’univers o d’una galàxia. Clar, no hi ha canvi climàtic, en una galàxia. Llavors jo crec que aquesta paraula, «escales molt grans», és per dir que a escales molt grans els sistemes estan fent moltes unitats constituents, moltes estrelles, una galàxia està feta d’estrelles que interaccionen.

JMCC: Es clar, a escales planetàries potser es referia només al planeta Terra. En això hi ha una cosa que m’ha picat la curiositat perquè de fet és una analogia, no sé fins a quin punt és una metàfora o realment hi ha relació: l’experiment o la troballa clàssica de Lorenz del seu atractor, i el que li va passar amb el seu «model de joguina» (em fa molta gràcia que el comitè Nobel ho considera «un model de joguina») amb el temps amb 3 o 6 equacions, creant un model i replicant-lo i anar fent diverses versions i veient que cadascuna sortia cap una banda i feia una previsió del temps a mig i llarg termini diferent, absolutament diferent, m’ha suggerit que allò era com un mètode de rèplica, que el que fa és repetir diverses vegades el mateix, veure que divergeixen, i després veure que, depèn de com es visualitzi el resultat, crea un atractor. No sé fins a quin punt hi ha una relació profunda o és només una analogia entre el que és el trencament de simetria de rèpliques de Parisi i l’atractor de Lorenz. O és una empanada meva?

FR: Tu hauràs llegit segurament el report del comitè Nobel, precisament comença parlant de la complexitat, els inicis, una mica la història, i la teoria del caos, la teoria de Poincaré és una teoria matemàtica, que és de sensibilitat de les equacions deterministes no lineals a les condicions inicials. Llavors això és una de les primeres teories que demostren que un sistema d’equacions diferencials de 3 variables et pot donar una complexitat enorme, i de fet et dona una impredictibilitat a nivell pràctic. Té una certa relació amb la teoria de Parisi, el que passa és que no hi ha una teoria de les rèpliques que jo conegui pels sistemes caòtics deterministes, o si es vol, no hi ha una teoria de rèpliques aplicable a la solució del model de Lorenz, jo no la he vist.

No vol dir que no existeixi, de vegades hi ha coses molt separades en el temps i la comunitat científica que aborda un problema desconeix el que s’ha fet posteriorment i viceversa. Llavors, hi ha una certa similitud, perquè en els sistemes desordenats una cosa és la descripció de molts estats, però després hi ha el problema dinàmic, és a dir: si jo començo amb una configuració, cap on vaig? I això, quan he parlat abans de la física del no equilibri, de la dinàmica dels vidres d’espí, és tota aquesta problemàtica: com evoluciona un sistema amorf en molts estats quan jo començo aquí o començo allà. I en això sí que s’assembla a la teoria del caos, perquè aquesta teoria té aquesta sensibilitat a les condicions inicials: si tu tens una infinitat d’estats, perquè aquesta teoria de Parisi no prediu que hi ha dos o tres estats, però diu que hi ha una infinitat, n’hi ha un que domina, però després n’hi ha molts més.

Es clar, depèn d’on comencis te’n vas cap aquí o te’n vas cap allà, i això és una cosa que passa amb els sistemes desordenats, per tant, hi ha aquesta sensibilitat a les condicions inicials. Per exemple: les molècules d’ARN o les proteïnes de vegades es pleguen en molts estats, la biologia vol que es pleguin en una, que és la que dona la funcionalitat, però pobres proteïnes, quan es degraden en el cervell, ja no es pleguen correctament, i donen lloc a unes estructures, que es diuen prions, que comencen a formar uns agregats que són tòxics, i això són les malalties neurodegeneratives, el Parkinson, l’Alzheimer, etc. hi ha aquesta similitud a nivell de condicions inicials. Però seria molt maco fer una solució analítica del model de Lorenz amb la teoria de rèpliques, no l’he vist però segurament si ens hi posem ho podem fer.

JMCC: Bé, Parisi diu, i penso que té raó i que la història de la ciència li corrobora: que una idea que surt en un lloc es pot anar aplicant a molts altres llocs, ho anomena «cross fertilization», que és un concepte molt bonic: surt una idea en un camp però diuen, això té analogia allà, i podem intentar aplicar-ho, i per això em suggeria que potser, no que hi hagués hagut una «cross fertilization», però que haguessin arribat al mateix punt amb una idea similar.

FR: És així… Cross fertilization, l’altre dia estava llegint, ara em vull llegir l’article del Hasselmann del 60, perquè està molt relacionat amb una cosa que estic fent ara en col·laboració amb un grup italià, de la universitat de Padova, molt maca, molt nova, que són aquelles coses que són complicades, no l’entenc encara totalment però intueixo que és profunda. Trobes una cosa, i dius: no ho estic entenent, però no deixis això, continua perquè és profund, hi ha alguna cosa. I quan vaig llegir el resum de l’article (l’abstract del paper) del Hasselmann, més que no pas el Manabe, perquè aquest havia fet models més clàssics de convecció, de transferència de massa i de calor. Però el Hasselmann és el que fa aquest model pel canvi climàtic que és el que ara ens ha demostrat sobretot que hi ha un canvi climàtic per causes externes, exògenes, degut a l’acció humana. I això passa de vegades, amb aquesta cross fertilization hi crec totalment, i en això hi contribueix la comunicació entre humans, entre persones diferents. Si pots parlar amb la gent més diferent és quan pots crear les coses més grans, perquè són dos punts de vista diferents, i el poliedre que és el coneixement comença a girar i et porta en qualsevol direcció. Una mica poètic, però com que m’estàs gravant, hala, ho dic! (riu)

JMCC: Aquí tinc diverses anotacions del que explica el 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?

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 tot 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.

JMCC: Tornant al Parisi, té gràcia la seva recerca sobre com volen els estornells i sobre com formen aquestes formacions tan hipnòtiques que fan quan al tard busquen un lloc per passar la nit i van tots junts milers i milers. Potser és una de les recerques més fàcilment divulgable de Parisi, de fet el llibre que ha publicat es diu així, «In un volo di storni» («En un vol d’estornells»).

FR: Això és un molt bon exemple, perquè el seu descobriment és que les interaccions individuals, el comportament individual de cada estornell determina una propietat topològica de tot el núvol d’estornells que el protegeix de les agressions. És a dir, hi ha un resultat col·lectiu a nivell topològic que no ve controlat per un únic estornell, és la interacció de tots els estornells a nivell individual que provoca aquest efecte que de vegades se n’hi diu emergent, macroscòpic, a escala gran, i això és un exemple. El descobriment fixa que les propietats individuals dels estornells han evolucionat degut a aquesta propietat global que ha determinat els que sobreviuen i els que no. Això és un descobriment qualitatiu que és tan important com després fer la modelització. Però només dir això ja és el més essencial, és com dir…

JMCC: I per poder-ho fer van posar càmeres a sobre de l’estació Termini de Roma, un lloc on van els estornells, i van fer moltes fotografies per poder tenir imatges en 3 dimensions, veure com es movien entre ells, i només mirant això ja van descobrir moltes coses, i era un fet, era real, no era un model, sinó que era com s’estaven movent en la realitat, i a partir d’aquí van fer mesures i van poder arribar a una modelització però basada en una cosa real, que quan els veus volar pots tenir una sensació, però en el fons no saps què està passant, i poder-ho saber és molt difícil, és una mica com el que et passa a tu amb les molècules per saber realment què fan quan estan a dins de la cèl·lula. Hi ha una cosa que és molt curiosa com ho diu, en les modelitzacions que s’havien fet abans posaven cada estornell com una boleta, però llavors va resultar que eren més com discs, perquè depenent de com el vegis veus tota la superfície de l’ocell o els veus de cantó i pràcticament desapareix, i és una cosa que passa quan ho veus, que de sobte sembla que sigui un núvol molt dens i de sobte passa a ser molt tènue, com difuminat. I explica: algú va teoritzar que caldria fer-ho, però fins que no vam tenir les imatges en tres dimensions no vam poder dir: realment és millor modelitzar-los com un disc que no pas com una bola. Fa molta gràcia com ho explica, i de fet t’està dient: pots tenir una idea, o una sensació, o imaginar-te un model quan veus les imatges del núvol d’estornells, però fins que no veus exactament com es mouen no pots fer un model més acostat a la realitat. I això em va impressionar, aquest home ha estat un descobriment per a mi, no el coneixia de res, i de sobte dius: apa, quin personatge!

Pots explicar una mica la teva relació amb ell i quines vivències hi vas tenir.

FR: Bé, jo vaig començar a treballar amb ell perquè el doctor Javier Tejada de la UB em va dir: «Fèlix, harás una tesis con vidrios de espín», això l’any 1989, o 88, i jo li vaig que d’acord, i ell va dir-me: «Irás con la mejor persona que hay en Roma, que conozco a través de un colaborador mío que está en el Consiglio Nazionale della Ricerca», que és a la Via Salaria, al nord de Roma, per experimentar amb el magnetisme. Contactar amb en Parisi va ser terrible, perquè parlàvem per telèfon i cridava (l’imita), al final em va dir que sí, que hi anés, i jo m’hi vaig presentar el juny del 1989 per estar-hi un mes i fer un projecte. Ja arribar allà i trobar-lo a la facultat de física a Roma va ser difícil, el vaig trobar i em va dir: «ah, sí, sí, t’esperava, sí, sí!», i li vaig preguntar «on dormiré», em pensava que m’hauria buscat un allotjament… però no m’havia buscat res, i vaig haver d’anar amb uns espanyols que hi havia allà que treballaven amb ell en qüestions de física de partícules.

Vaig ser-hi un mes, em va donar un problema, jo era molt jove, tenia uns 23 anys, vaig tornar a Barcelona i vaig començar a treballar sol i recordo que entre el 1989 i el 1990 vaig estar sol fent simulacions amb aquest model que em va proposar, i recordo que 6 mesos després li vaig enviar un article amb els meus resultats, i em va enviar un mail dient-me «felicitats, et felicito, això està molt bé, i tal», i em va dir «perquè no vens i estàs més temps?». Llavors em vaig emocionar, tot content, m’havia deixat la nòvia i tenia l’excusa per anar-me’n, aquestes coses de la vida, el setembre del 1990 vaig anar a treballar amb ell i tenia una beca del ministeri per fer la tesi, i llavors vaig començar a fer la tesi a Barcelona amb els diners que em donava la beca, i vaig descobrir que no tenia estudiants de tesi de doctorat, perquè no en volia, però a mi em va acceptar, perquè vaig anar com d’il·legal, com d’immigrant il·legal.

Llavors ell, en comptes de buscar-me un despatx, li feia mandra buscar-me’l, i em va dir: «Posa’t al meu despatx», i vaig començar a compartir despatx amb ell, vaig estar així 2 anys, des del 1990 al 1992, i després ell se’n va anar a la Universitat de Roma, llavors jo encara estava al seu despatx… a Roma hi havia 2 universitats, Tor Vergata i La Sapienza (ara n’hi ha 3), vaig estar a Tor Vergata amb ell, recordo que feia com de secretari, perquè ja era molt famós, i tothom el buscava, hi havia el sistema Vacs de comunicació amb ordinadors, i em deien «Felix, c’è Giorgio oggi?», «Espera un moment que miro… em sembla que arriba a les 12, a mezzogiorno»… Jo tenia aquesta relació privilegiada perquè d’alguna forma jo tenia en Parisi quan volia. «Giorgio, puc parlar amb tu, d’aquí a una estona», i em deia «sí, sí». El recordo com una persona especial, feia càlculs d’arrels cúbiques amb tres decimals amb 5 segons, es posava la mà al front i treia el número…

Era una persona singular, segurament que utilitzava regles mnemotècniques, però era un geni, ja se li veia, tenia una capacitat… I me’n recordo el 1994, que és quan vaig desenvolupar la teoria… havien passat 5 anys des del 1989, jo estava encara amb ell, a l’estiu del 1994, el juny del 94, que hi havia el Mundial, me’n recordo unes setmanes que vam desenvolupar una teoria que se’n diu teoria de camps de rèpliques, és a dir, aquesta idea del trencament de rèpliques portada al nivell de teoria de camps, i vam fer una sèrie d’articles amb ell i amb l’Enzo Marinari, que és el seu col·laborador més estret durant anys, vam fer els tres diversos articles, vam publicar com 10 articles pràcticament en aquesta línia, i me’n recordo d’unes setmanes de fertilitat, ell venia amb unes solucions matemàtiques complicades que jo després reproduïa… va haver-hi un fervor durant aquelles setmanes. I això és una mica la producció científica, hi ha moments en els que els científics són improductius al 100%, com els artistes, i moments d’una gran productivitat.

I després ja vaig marxar de Roma, vaig anar primer a Madrid, després a Amsterdam… Clar, jo tenia que créixer personalment perquè, créixer a l’ombra d’una persona tan gran és tant… Té la cosa positiva que estàs amb una persona gran, però arriba un moment que, entre cometes, no diré que l’has de matar, però has de treure el millor de tu independentment fins on puguis. Hi ha gent que en ciència això no ho ha fet, jo he vist gent que ha crescut a la seva ombra sempre, i encara estan a la seva ombra, i conec gent com jo que han anat cap a altres camins.

JMCC: Abans l’has anomenat com el teu pare científic, d’alguna manera.

FR: Clar, quan ets jove amb qui creixes és amb el teu director de tesi sobretot, després amb altres persones he crescut i he après de molta gent, i després dels meus col·laboradors, jo tinc moltíssims col·laboradors a tot el món, i aprenc de tothom, i també de tu, Josep Maria, perquè ha estat molt bé aquesta conversa, he après moltes coses també de la teva percepció, aquestes preguntes que feies, del trencament de la simetria de rèpliques a les galàxies. Jo crec que ni els del comitè Nobel ho saben, però queda bé, es per dir que si funciona per canvi climàtic… A veure, si funciona pels àtoms ha de funcionar a tot arreu. Com pot no ser així, no?

JMCC: Podríem tancar-ho amb alguna de les coses que explica en Giorgio Parisi al llibre «In un volo di storni», que es va publicar el novembre crec i es va esgotar ràpidament, jo l’he pogut comprar en versió electrònica. Cita moltes coses, una que em recorda el Thomas Kuhn i l’estructura de les revolucions científiques, recorda que el Max Planck, precisament el fundador de la mecànica quàntica, que deia que una veritat científica no triomfa perquè els que s’hi oposen es convencin, sinó perquè s’acaben morint i arriba gent nova que té una nova perspectiva. Per una banda és trist, però per l’altra també és evolució.

I ho podríem deixar aquí, que ja portem molta estona, tot i que podríem continuar i continuar, només el contingut d’aquest llibre valdria la pena explotar-lo i explicar moltíssimes de les coses que explica, en tot cas el recomano, sembla ser que es traduirà a molts idiomes, de moment només està en italià, no sé si ha sortit en algun altre idioma, Giorgio Parisi, «In un volo di storni», sobre els estornells que van investigar com es movien i perquè es movien i els va permetre fer una teoria de com és el moviment d’una massa d’animals que no tenen un centre, no hi ha una jerarquia, sinó que simplement el moviment individual de cadascun i amb els criteris purament de proximitat acaben generant aquella meravella que són els núvols d’estornells, i que té el sentit que s’estan protegint dels depredadors, perquè volant tant a prop els falcons, per exemple, que són uns dels principals depredadors, no s’hi acostaran fàcilment perquè si xoquen amb uns quants estornells poden sortir bastant perjudicats i llavors es limiten a atacar els animals que van sols, i per això els estornells procuren no anar sols, i anar tots junts.

Doncs moltíssimes gràcies, ho deixem aquí, però no s’acabarà aquí això, continuarà amb més programes i esperem que duri molt. Moltíssimes gràcies, Fèlix Ritort, i fins una altra.

La catedràtica de Física de l’Atmosfera de la UB, Carme Llasat, i el director de l’Institut de Sistemes Complexos UB-ICS, Albert Diaz-Guilera, expliquen el perquè predir amb precisió els fenòmens més extrems, com les pluges torrencials excepcionals o els grans terratrèmols, és una quimera per als científics.

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Carme Llasat: Si recordeu quan hi va haver les pluges d’Alcanar, van dir: és que el model no la va poder preveure. En aquests moments encara el desenvolupament que hi ha de la meteorologia no és perfecte, és que no arribarà mai a ser perfecte, això està absolutament reconegut, és que és impossible, té uns límits, però encara té molt camí per avançar en el que seria la predicció de les quantitats elevades quan hi ha pluges molt intenses. Perquè? Per la representació d’aquests processos, en el qual intervenen des de l’escala més petita a l’escala que ha d’ampliar-se fins a 5 quilòmetres, 10, 20. I si parlem ja d’un model climàtic llavors ja seria molt més.

Albert Diaz-Guilera: Sí, és l’escala. I relacionat amb la predicció de riscos, quina és la pregunta que tu et pots fer des del punt de vista dels sistemes complexos, en el cas de riscos extrems, quina és la probabilitat que caiguin més de 200 litres a tal lloc, això un dels exemples més clàssics en aquest sentit són els terratrèmols. Pel que fa als terratrèmols el que pots dir, i la gent de San Francisco ho saben, algun dia hi haurà «the big one», saben que passarà. Però quan? No en tenim ni idea.

Josep Maria Camps Collet: Potser els passarà als rebesnéts, potser ja no existirem…

Albert Diaz-Guilera: Però en algun moment de la terra passarà, potser ja no hi serem com a humanitat, però pot passar. El problema sobretot, i aquí crec que hi ha una contribució important de la física, quan treballem amb aquests models predictius, tothom sap que les lleis de distribució dels fenòmens… no m’atreveixo encara dir-ne naturals, però aquestes lleis de distribució de la probabilitat que ens ensenyen a l’escola de dir: és que si jo mesuro l’alçada dels nens de la classe tinc una alçada tinc una (corba) gaussiana, si jo mesuro la distribució de notes dels estudiants de física no tinc mai una gaussiana (riu), en aquesta distribució normal hi ha una certa incertesa, però en el fons el que et dona la incertesa és la variància. Amb un valor mig i una variància dones tota la informació, i tu saps que que si vas a una classe, la mesures i vas a una altra, saps que la distribució que trobaràs és la mateixa o pots fer una predicció de que el que trobaràs serà pràcticament el mateix que aquí.

Però quan anem a distribucions que es diuen de lleis potencials, que són distribucions amb una cua molt llarga, en el sentit que la probabilitat que passin esdeveniments extrems és gran. Gran vol dir que existeix, hi ha una cosa que ens ensenyen a entendre molt bé als físics, i això ho heretem dels matemàtics, que quan ens diuen que una cosa és petita o gran, comparat amb què? Quan ens ensenyen als estudiants el càlcul de límits, és que una cosa que creix exponencialment, una cosa que creix potencialment, això ho entenem, i aleshores dius: quan tens una distribució de probabilitats que decau de manera potencial vol dir que aquells esdeveniments que són molt poc probables però són molt fotuts, poden passar.

En canvi si la distribució és exponencial, que jo et pregunto: quina és la probabilitat que et trobis un alumne en una classe que faci 3 metres d’alçada? Pots dir directament que és zero. En canvi et dic: quina és la probabilitat que la pluja d’aquesta nit a Barcelona sigui de més de 200 litres? No és zero, no és zero.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

La catedràtica de Física de l’Atmosfera de la UB, Carme Llasat, i el director de l’Institut de Sistemes Complexos UB-ICS, Albert Diaz-Guilera, expliquen que fa anys que es parla molt d’interdisciplinarietat, però que està costant molt. També que hi ha hagut àmbits que s’hi han resistit perquè ho consideraven «poc científic» i que el premi Nobel de Física d’aquest any a Giorgio Parisi, Klaus Hasselmann i Syukuro Manabe és en bona part un reconeixement molt important als científics que es dediquen als sistemes complexos:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Carme Llasat: El missatge del premi era una crida a la població que s’havia de preocupar, i que ens hem de preocupar del problema que representa el canvi climàtic sobre el nostre planeta.

Aquí hi ha una part de la conjuntura social en la que ens movem. Des d’un altre punt de vista hi ha el tema que el clima és un dels sistemes complexos naturals per excel·lència i per tant està plenament vinculat. Jo vaig trobar que benvingut sigui, perquè hem de dir i afegir aquí que els que fem meteorologia i física de l’atmosfera durant molt de temps ens van dir: no, no, vosaltres no sou físics, vosaltres sou una altra cosa, però físics no ho sou.

Llavors aquí sí que voldria acabar… m’has fet pensar en una anècdota que representa aquest final de segle XX i XXI i em fa pensar en aquesta figura que ens has mostrat en què es veien les ciències bàsiques fonamentals i la interdisciplinarietat realment integrada. Ja fa anys que es va començar a parlar d’interdisciplinarietat i de multidisciplinarietat. Què va succeir? Jo vaig tenir la sort els primers anys de col·laborar ja amb gent interdisciplinària des del primer moment, i entrar altres àmbits, com hidrologia, com també ecologia, protecció civil, etc.

L’anècdota: a mi em van anomenar presidenta de la secció de riscos naturals de la Societat Europea de Geofísica, a finals del segle passat. Al mateix temps, en el mateix acte, també van nomenar el president dels sistemes no lineals en geofísica. Aquella nit van fer un acte que era un sopar a l’hotel Negresco, érem a Niça. Al sopar van anar-hi tots els presidents menys dos que no vam ser convidats, perquè es va considerar que les nostres branques no eren científiques. A nosaltres dos, als de natural hazards, i als de non lineality processes, van dir: el vostre és un grup interdisciplinari, per tant vosaltres no teniu dret a venir a sopar amb nosaltres, que constituïm el grup de física de l’atmosfera, física del terra, etc. Anècdota dita, perquè ara han guanyat el premi persones que treballen en àmbits interdisciplinaris, aquí hi ha un gir, jo crec que és per mi molt important aquest gir que realment el premi Nobel hagi reconegut aquestes branques de la física com poden ser els sistemes complexos i tota la temàtica del canvi climàtic.

Josep Maria Camps Collet: La sociologia de la ciència i les parcel·les epistemològiques són un problema, oi? I al món científic en general, però creieu que estan caient aquests murs que separen i que classifiquen?

Albert Diaz-Guilera: És molt complicat, perquè fins i tot avui en dia es diu que es vol promoure la interdisciplinarietat, i crec que a nivell d’investigadors ho tenim molt assumit que això s’ha de fer, per exemple amb la Carme vam intentar fer un projecte conjunt abans de l’estiu, amb investigadors d’intel·ligència artificial, amb economistes, vam intentar fer un projecte, al final no va sortir, però jo crec que els investigadors som conscients que hem de parlar amb investigadors d’altres disciplines, fer equips interdisciplinaris i transdisciplinaris per integrar els nostres coneixements en problemes comuns.

Els que jo crec que ho comencen a tenir clar són els que ens han de pagar, és a dir, les agències de finançament, ho comencen a tenir clar, però segueix sent molt complicat. Ara s’ha obert la convocatòria de projectes del ministeri i et pregunten: el seu projecte és interdisciplinari? Ompli aquesta casella, llavors tu has d’omplir una casella si tu consideres que el teu projecte és interdisciplinari. Vol dir això que t’ho valorarà algú d’altres disciplines? En absolut, jo sé que el meu projecte anirà a la casella de física, amb totes les conseqüències que això té, bones i dolentes.

Josep Maria Camps Collet: I això suposo que és el dia a dia en el dir: ha sortit aquest model a tal disciplina que es pot aplicar a aquesta altra, i a aquesta altra, i a aquesta altra…

Albert Diaz-Guilera: Però això és el que fem els científics, això és el científic que va a un congrés, el que llegeix les notícies, el que busca és això, veure el que s’ha fet en altres disciplines per veure si ho pot incorporar, o veure què és el que pot aportar amb els seus coneixements als problemes d’altres disciplines. I quan vas a un congrés, i quan presentes una xerrada la nostra participació sempre és molt oberta. El problema és que després el que t’ha d’avaluar tingui aquesta mentalitat oberta, i això és el que estem trobant a faltar.

Josep Maria Camps Collet: Perquè és el que decideix on van els diners. Tinc entès que aquest és un dels aspectes que se li valora molt al Giorgio Parisi, la seva obertura de ment, i que la curiositat l’ha portat per llocs sorprenents, com això dels estornells, per exemple.

Carme Llasat: Aquest és el problema, jo he estat a l’agència estatal d’investigació i el problema era trobar revisors que tinguessin aquesta mentalitat oberta, perquè sinó tornàvem a «transferència multidisciplinària», i et deien el mateix que deien exactament fa 20 anys, i hi havia revisors que ho acceptaven plenament, quan avui en dia «transferència a la societat» no vol dir que jo tindré una pàgina web, avui en dia vol dir moltes més coses, i interdisciplinarietat, transdisciplinarietat també vol dir una mentalitat molt més oberta per fer intercanvi de metodologies, aquest compartir la feina. I no posar persones que siguin de diferents àmbits i dius: ja soc interdisciplinari, que això també és molt típic (riures).

Costarà, però és veritat que les agències, tant a nivell estatal com a nivell europeu, estan apostant molt fort, i realment el que seria transferència a la societat, i per tant això implica moltes vegades aquesta component inter- i transdisciplinària, pensen ser molt rigoroses a la nova convocatòria de projectes europeus amb aquest tema.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

El director de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB, Albert Diaz-Guilera, cita una frase del premi Nobel de Química Ilya Prigogine: «un sistema complex és un sistema del qual no pots dir què passarà, sinó que el que pots dir és què pot passar», perquè les propietats emergents amb les que s’organitzen els sistemes complexos comporten incertesa.

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Albert Diaz-Guilera: Hi ha una frase, no fa molt que la vaig descobrir, crec que és de l’Ilya Prigogine, premi Nobel de Química però que era físic, de fet era de l’antiga escola de la termologia, i va començar una mica amb les idees de la complexitat, el que deia és un sistema complex és un sistema del qual no pots dir què passarà, sinó que el que pots dir és què pot passar.

Carme Llasat: Estem a dins totalment!

Albert Diaz-Guilera: Exacte. «Demà plourà o no plourà?». «No ho sé». «Pot ploure?». «Sí». «Pot no ploure?». «Sí».

Josep Maria Camps Collet: És una constant en Prigogine: s’han acabat les certeses, estem en l’era de la incertesa.

Albert Diaz-Guilera: Però és aquesta caracterització, hi ha una propietat emergent, i la propietat emergent porta una certa incertesa associada. És a dir: les mateixes molècules, per exemple, d’un gas que tens a 100 graus, llavors tu dius, com us comportareu, com un gas o com un sòlid? Resulta que depèn de la pressió, si la pressió és més alta, doncs la temperatura d’ebullició és una o una altra o hi ha un equilibri, o… depèn de quins siguin els condicionants, i això és el què passa en els sistemes meteorològics.

A mi m’agrada una cosa que la meteorologia està incorporant i que crec que per la gent és molt difícil d’entendre, perquè porta un concepte probabilístic. És a dir, mires la predicció meteorològica i dius: demà hi ha un 10% de probabilitats que plogui, i llavors la interpretació que fas és una interpretació binària: un 10%? No plourà. (riures) Si et diuen: la probabilitat de que plogui és un 70%, i per tant plourà.

Josep Maria Camps Collet: Apliquem la lògica clàssica i no la lògica difusa, oi?

Albert Diaz-Guilera: Exacte! Llavors és quan et diuen: és que no l’encerten mai. No us ho diuen, Carme? Llavors jo li diria: mira, si et diuen que hi ha un 10% de probabilitats que demà plogui tu això t’ho apuntes, i quan tinguis 100 dies en què jo t’hagi dit que la probabilitat de pluja és d’un 10%, comprova quants dies d’aquests plovia. Llavors veuràs que és un 10%, veuràs que una desena part d’aquells dies haurà plogut. Aquí venen les dues definicions de la probabilitat: hi ha una definició a priori i una a posteriori, tens un esdeveniment, per exemple, llançar un dau, la probabilitat que surti cada una de les cares és d’un sisè, però un cop ja l’has tirat ja és diferent. La probabilitat la defineixes com la freqüència dels esdeveniments.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots escoltar-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

Albert Diaz-Guilera diu que en l’àmbit acadèmic dels sistemes complexos hi havia el convenciment que, quan algú d’ells rebés un premi Nobel, aquest seria Giorgio Parisi, perquè és qui ha fet les contribucions més importants en les últimes dècades:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

En el fons estava cantat que algun dia l’hi havien de donar, a la nostra comunitat es deia: si a algú li havien de donar el premi Nobel als sistemes complexos, aquest era el Giorgio Parisi. És la persona que ha fet contribucions més rellevants a aquest món en els últims 40 anys. I hi ha alguna cosa que d’alguna manera també, als premis Nobel es donen amb molts anys de decalatge, per dir-ho d’alguna manera, sovint es donen a descobriments que es van fer fa 30 o 40 anys. Sí que és veritat que de vegades es premia una certa trajectòria, però no saps molt bé si és una trajectòria o si veritablement és per un descobriment puntual. Clar, quan et diuen que el Parisi és pel descobriment de les fluctuacions de no sé què amb els vidres d’espin, home! Parisi ha fet moltes més coses més rellevants que aquesta. Llavors possiblement li estiguin donant per tota la feina que ha fet, com un reconeixement a tota la seva trajectòria i totes les contribucions que ha fet al que podríem anomenar la ciència moderna.

Jo crec que aquí és on hi ha el reconeixement, i veritablement entendre que hi ha una física que no és la física tradicional i que és la física dels sistemes complexos, hereva d’aquesta termodinàmica, d’aquesta física estadística i que ara ens veiem capaços de intentar, com a mínim, predir certs comportaments a partir de les propietats microscòpiques, aquesta és la idea.

I quines són les eines, i com ho hem de fer. Un dels exemples del Parisi és el vol dels estornells, hi ha articles publicats pel seu grup en els que, posant 10 càmeres de vídeo enfocant els estornells, veure com es movien, per intentar esbrinar si hi ha un lideratge o no. I llavors resulta que la conclusió és no, l’estornell el que fa és integrar la informació dels 6 veïns que té més a prop, i això es pot deduir a partir d’aquesta observació.

Llavors a partir d’aquí tu pots reconstruir, allò que dèiem de la truita desconstruïda, és a dir: quins són els ingredients importants? Llavors quan tu vols fer un model de com es mouen els estornells, saps què has de fer: que un estornell es mou mirant al voltant dels 6 que té més a prop. I a partir d’aquí fas un model, i llavors intentes reproduir-ho. En aquest sentit, el que s’ha guanyat és això, aquesta relació entre l’observació i els models, cosa que abans, i fora de les línies tradicionals de la física, no existia. I això jo soc conscient que, soc el director de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB, com la representació d’un col·lectiu de persones que treballa en aquestes coses, entenem perfectament això, i d’alguna manera ens hem sentit moltes vegades històricament una mica com abandonats d’aquests grans trets de la física més tradicional, que tampoc vull tirar res contra aquells, la gent que es dedica a l’estudi de la cosmologia és absolutament fascinant i molt interessant, però d’alguna manera l’estudi dels sistemes complexos havia quedat una mica com amagat, fora dels compartiments de física més tradicional.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots sentir-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

Albert Diaz-Guilera explica que en física les escales són bàsiques i que «donen lloc a això que anomenem emergència», i li preguntem si els fenòmens emergents se superposen els uns als altres i si això ja ho tenim prou incorporat al corpus científic:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Albert Diaz-Guilera: Les escales, les unitats, per un físic són bàsiques. Llavors quan tu penses: què és el que passa a les diferents escales de la vida, des de l’àtom fins a l’escala galàctica? Allí estan passant moltes coses i una està integrada dins de l’altra.

És a dir, nosaltres com a individus estem formats per cèl·lules, les cèl·lules estan formades per molècules… Hi ha tot un engranatge, com les nines russes, que en el fons és una unitat dins d’una altra unitat dins d’una altra unitat i que donen lloc a això que anomenem emergència, de que alguna cosa emergeix perquè és una suma no trivial de totes les unitats que ho formen. Què és un cervell, en el fons? Podries pensar que és un conjunt de neurones amb unes quantes fibres i ja està, això és un cervell, però què és la cognició? Ja no és una cosa física, és una característica global d’aquell conjunt de neurones.

Josep Maria Camps Collet: El que em suggereix tot això és que hi ha com unes capes d’emergència, és a dir, hi ha un nivell que un efecte emergent o un fenomen emergent, sobre aquest fenomen emergent se’n crea un altre, i a sobre un altre, i de fet estem a les beceroles des d’un punt de vista científic per saber quins són?

Albert Diaz-Guilera: Sí, i aquí és on està la importància del què aporten els sistemes complexos, perquè estem parlant de disciplines tradicionals: la física estudia els àtoms en la seva estructura, però quan estudies les molècules ja no és la física, és la química; quan estudies com les molècules formen macromolècules que donen lloc a la vida, ja és la biologia; quan la biologia desenvolupa les cèl·lules en éssers humans, allò ja és la medicina; quan els individus que són objecte d’estudi de la medicina interactuen entre ells, ja és la sociologia. És a dir: hi ha una sèrie de passes que fa aquesta integració en els quals les disciplines tradicionals són les que ho han estudiat, han estat el que es diu reduccionistes, jo estudio la ment, jo estudio les molècules.

Josep Maria Camps Collet: En aquest sentit, us volia ensenyar aquest esquema fet per Yaneer Bar-Yam, del NECSI, el New England Complex Systems Institute, que diu que el plantejament científic antic era aquest, de la ciència surten diferents disciplines en divergència, i en canvi, en els sistemes complexos totes aquestes disciplines acaben convergint. I em va impressionar quan el vaig veure, vaig pensar que era una idea molt bona.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots sentir-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

Carme Llasat, catedràtica de Física de l’Atmosfera de la Universitat de Barcelona, ens explica que no sap si els sistemes complexos són un nou paradigma científic, però sí una nova metodologia que permet abordar problemes que abans no tenien solució:

Aquesta és la transcripció aproximada d’aquest fragment:

Josep Maria Camps Collet: Tornant a la definició: és un nou paradigma científic o no? Potser sou una mica reticents a la idea de paradigma? Creieu que és una teoria només o que hi ha un canvi substancial en el que és el treball científic de base, des del punt de vista epistemològic?

Carme Llasat: Jo estaré més aviat al costat dels que estan escoltant en aquest moment, primer de tot bona tarda, o bona nit o bon dia… Escoltant tot el que deia l’Albert i pensant en la complexitat que nosaltres tenim en el clima, la meteorologia, i sobretot en els riscos naturals, el que em plantejava és que hi ha una ampliació, no vol dir que sigui un canvi de paradigma, és una introducció de nou coneixement i d’una nova metodologia per tractar tota una sèrie de problemàtiques que potser en algun moment sí que estem pensant en el món dels físics, però que s’hi havien apropat en el món dels enginyers. Jo treballo molt amb enginyers, i no és que s’hagin apropat als sistemes complexos, però treballo molt amb ells des de fa molts anys i nosaltres hem viscut, i hem patit fins i tot, quan hem proposat en congressos de l’àrea de física solucions que aplicaven els enginyers, com solucions d’anàlegs, o solucions més estadístiques, la primera vegada gairebé ens van fer fora de la sala, dient que això no es podia acceptar, un físic de l’aire no podia acceptar una solució estadística.

He de dir que no domino tant la física per dir si és un canvi de paradigma, jo crec que és obrir més els ulls, i potser la nostra formació de físics ha estat molt vinculada o molt desvirtuada a buscar causa/efecte, i la part estadística ha estat molt abandonada. I com ha dit l’Albert, la feien els termòlegs, que quan jo era jove deia: «què té a veure la termologia amb l’estadística». Potser jo crec que benvinguda sigui perquè ha obert un altre camp que ens permet poder entendre millor fenòmens on aquestes propietats que heu comentat, els canvis de fase, m’ha cridat l’atenció que has comentat amb les xarxes socials, es pot entendre d’una altra forma. No tot és anar a buscar les lleis bàsiques, primàries de la física per intentar explicar. Jo estic molt més oberta perquè he treballat a l’entorn dels enginyers que buscaven el que explicava, però que deien: «això ho explica» i els preguntaves: «I les lleis que hi al darrere?» «Ja veurem».

Però a mi m’ha fet pensar precisament en què ens posa a nosaltres, als que treballem amb riscos naturals des del punt de vista de la meteorologia i de la hidrometereologia, que uneix tota la complexitat atmosfèrica amb tota la complexitat de la terra, més la complexitat social, el que a mi m’ha fet plantejar tot el que ha comentat l’Albert és que hem de saber quines són les variables que ens estan dient que ho podem tractar com a sistema complex, perquè és indubtable que és un sistema complex, la natura, i en el nostre àmbit que, a més, barregem totes les variables socieconòmiques amb variables purament meteorològiques o físiques o atmosfèriques, i a més ara estem ja introduint variables com quants tuits s’han fet en aquest succés, quina reacció ha tingut la gent, m’ha fet pensar que és un repte.

Per a mi el sistema complex ja existeix i ha existit sempre, el que ara s’estan esbrinant i i persones com l’Albert i els seus equips estan esbrinant i ens conduiran als que ho hem d’aplicar és: hi ha una metodologia per tractar-ho, i això serà molt important. Ara, la gràcia per mi és saber quines variables. O sigui, ja hem tractat nosaltres i hem aplicat en sistemes de predicció el que comentàvem com una petita pertorbació altera les prediccions de demà, i ja no parlem de les prediccions climàtiques, com nosaltres després podem utilitzar un conjunt de prediccions climàtiques per diferents sistemes, i en realitat aquí darrere apliquem ja lleis i propietats que estudiem en la física estadística, però el repte que tenim ara és poder aplicar el que ell ha comentat i poder entendre, que és molt interessant, aquest canvi de fase, quan estem parlant dels riscos i quan estem parlant del canvi climàtic.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots sentir-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

Albert Diaz-Guilera, físic estadístic i director de l’Institut de Sistemes Complexos de la Universitat de Barcelona, ens explica que l’aigua mateixa ja és un sistema complex, perquè conèixer les molècules que la formen no ens permet predir què passarà quan passin de -1ºC a 1ºC i de 99ºC a 101ºC.

A veure, els sistemes complexos en el fons és un concepte que pretén agrupar tota aquella fenomenologia que d’alguna manera es presenta de forma emergent com a propietat col·lectiva d’un sistema que està format per unitats senzilles, que en principi es podria pensar que el seu comportament és molt senzill i que seria absolutament predictible, però que no és així, és a dir, que el sistema, de manera col·lectiva, presenta propietats emergents.

Per posar un exemple, i per entendre d’una manera històrica perquè molta de la gent que ens dediquem als sistemes complexos venim d’una branca com és la física estadística o fins i tot anant més enrere, el que era la termologia, d’una manera més tradicional, és perquè és el comportament d’un sistema format per un gas, format per àtoms, un gas és un conjunt d’àtoms, però aquests es presenten amb unes determinades característiques, jo no puc parlar de quina és la pressió d’un àtom, no puc parlar del que és la temperatura d’un àtom, però com que jo els tinc tots ficats dins d’una capsa puc definir una propietat col·lectiva, que és la temperatura o la pressió, i fins i tot puc establir unes certes lleis que relacionen una amb l’altra, i la idea és que, a partir de principis fonamentals que caracteritzen quina és, per exemple, la velocitat mitja en què es mouen aquests àtoms, puc trobar el que es diuen relacions entre aquestes característiques microscòpiques i les macroscòpiques.

Aquest gran salt que fa la física estadística de lligar allò microscòpic amb allò macroscòpic, és el que ens ajuda a tenir aquesta visió del món. Perquè es clar, un dels primers paradigmes, en el fons, dels sistemes complexos, són el que anomenem transicions de fase. Perquè quan nosaltres tenim molècules d’aigua a una determinada temperatura és un líquid? Perquè a una determinada temperatura és un gas, o perquè a una determinada temperatura és un sòlid? Els àtoms, les molècules són les mateixes, l’únic que varia és que degut a unes condicions ambientals externes els lligams entre aquestes molècules canvien, són els ponts d’hidrogen i coses d’aquest estil, la manera d’interactuar canvia, i aleshores és quan jo sé que tinc un conjunt d’àtoms, de molècules, però no sé, si no em donen quina és la temperatura, no puc predir quin és el seu estat, si és un gas, si és un líquid, o si és un sòlid.

Aquest seria el que em preguntaves, el paradigma dels sistemes complexos, el cas més senzill. Aleshores… què ha passat? Que amb els anys s’han anat fent exemples d’aquesta mena fins arribar al que podríem dir, sistemes més complexos com poden ser el clima, un cervell, o una societat. És a dir, en el fons, el que estem veient és que, com a individus podem tenir certs comportaments, però que aquests comportaments individuals donen lloc a comportaments col·lectius que no podem predir. És a dir: perquè passen certes coses quan hi ha una manifestació? Perquè hi ha hagut moviments socials com la primavera àrab, o moviments polítics similars? Perquè hi ha hagut tot això? Doncs simplement perquè de manera col·lectiva s’ha estat capaç de fer-ho. Òbviament amb moltes reminiscències que podríem trobar avui en dia, quina és l’espurna de tot això, com poden ser les xarxes socials, totes aquestes coses que són una mena de catalitzadors d’aquestes dinàmiques.

La diferència és aquesta: anar des de l’exemple més paradigmàtic i més senzill, al que serien actualment els sistemes més complexos, com pot ser el clima, com pot ser el cervell, com pot ser la societat.

Aquest és un fragment del primer programa de Sistema Gaia, pots sentir-lo sencer en aquest podcast:

I aquí trobaràs la transcripció de la xerrada sencera:

SAPS QUÈ SÓN ELS SISTEMES COMPLEXOS?

Aquest és el primer programa de Sistema Gaia, un projecte per analitzar, debatre i donar a conèixer els sistemes complexos o complexitat.

Gravat el 24 de novembre de 2021, Albert Diaz-Guilera i Carme Llasat hi expliquen com veuen aquest camp científic i filosòfic.

Aquesta és la transcripció aproximada de la xerrada, de gairebé 1 hora:

Bon dia, bona tarda, bona nit, sigui quan sigui que escolteu això, benvinguts al primer programa de SISTEMA GAIA, un projecte per donar a conèixer i debatre sobre això que en el vox populi se’n diu complexitat i que en àmbits més especialitzats s’anomena teoria dels sistemes complexos o paradigma dels sistemes complexos, o simplement sistemes complexos.

És un projecte del que us parla, en Josep Maria Camps Collet, que és periodista de professió i antropòleg de formació, i que per tant no té formació acadèmica en la matèria, però porta uns quants anys donant-li voltes al cap i llegint tot el que li cau a les mans (i pot entendre) des del dia que en va sentir a parlar. Per tant, per fer-ho necessitaré molta ajuda, i el més lògic és acudir a les persones d’aquest país que s’hi dediquen acadèmicament i professionalment i també, es clar, per vocacionalment, que ja són un bon grapat i que cada dia que passa n’hi ha més.

Per aquest primer programa tinc el luxe de comptar amb dues persones que lideren dos dels equips universitaris més destacats del ram:

D’una banda, la Carme Llasat, que és catedràtica de Física de l’Atmosfera del departament de Física Aplicada de l’Universitat de Barcelona, l’UB, la seva recerca es centra en l’estudi dels riscos meteorològics naturals i com aquests riscos estan augmentant amb l’escalfament planetari. També és molt activa en la divulgació dels resultats de la seva recerca, per donar-los a conèixer amb la intenció que arribin a tothom.

Tot això ho ha fet i ho fa sobretot al capdavant del GAMA, Grup d’Anàlisi de Situacions Meteorològiques Adverses, a més en tot un seguit d’organitzacions i programes internacionals i també en els consells editorials d’unes quantes revistes científiques.

És autora i coautora d’uns 200 articles i ha participat en una vuitantena de projectes de recerca i de revisió de recerques, entre els quals destaquen els tres últims informes de l’IPCC de l’ONU, el Grup Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic, el que elabora els informes més complerts i exhaustius sobre l’escalfament planetari i que són la base científica sobre la que es planifica la lluita contra la crisi climàtica arreu del món.

De l’altra l’Albert Diaz-Guilera, que és director de l’Institut de Sistemes Complexos, l’UB-ICS, de la facultat de Física de la UB, un dels principals nodes del país dedicat a l’estudi del ram que ens ocupa.

És físic estadístic i ha dedicat i dedica la seva carrera a estudiar la dinàmica dels sistemes complexos a camps acadèmics aparentment tan diferents com la climatologia, la biologia, l’economia, la lingüística i les ciències socials en general, a més de la física, es clar.

Ha fet estades de recerca a Anglaterra, als Països Baixos, al Canadà, als Estats Units, a Suïssa i a Alemanya, i ha publicat més de 100 articles a revistes científiques, a més de fer un centenar de xerrades i exposicions a congressos, jornades i centres de recerca.

També és un dels impulsors i gestors de la Xarxa Catalana per a l’Estudi dels Sistemes Complexos, la complexitat.cat; és membre del COMSOTEC, l’associació per l’estudi dels sistemes complexos sociotecnològics i ha format part de la direcció de la Complex Systems Society.

Som al jardí romàntic de l’Ateneu Barcelonès, com podeu notar, perquè hi ha bastant xivarri, però això és una xerrada i per tant no ens importa massa. Com ja he dit, és un luxe tenir-los aquí, i encara més poder encetar un projecte com aquest amb ells.

I per començar aniria al començament, i els preguntaria: què és això dels sistemes complexos? Què és la complexitat? Perquè es parla de teoria dels sistemes complexos? Perquè es parla de paradigma de sistemes complexos? Com ho expliqueu?

Albert Diaz-Guilera (AD-G): I «ahí lo dejo»…! (riu)

Josep Maria Camps Collet (JMCC): Quan intentes explicar «què fas, Albert, a la vida»? «Doncs mira, em dedico a això»… Com s’explica a algú que no en té ni idea?

AD-G: A veure, els sistemes complexos en el fons és un concepte que pretén agrupar tota aquella fenomenologia que d’alguna manera es presenta de forma emergent com a propietat col·lectiva d’un sistema que està format per unitats senzilles, que en principi es podria pensar que el seu comportament és molt senzill i que seria absolutament predictible, però que no és així, és a dir, que el sistema, de manera col·lectiva, presenta propietats emergents.

Per posar un exemple, i per entendre d’una manera històrica perquè molta de la gent que ens dediquem als sistemes complexos venim d’una branca com és la física estadística o fins i tot anant més enrere, el que era la termologia, d’una manera més tradicional, és perquè és el comportament d’un sistema format per un gas, format per àtoms, un gas és un conjunt d’àtoms, però aquests es presenten amb unes determinades característiques, jo no puc parlar de quina és la pressió d’un àtom, no puc parlar del que és la temperatura d’un àtom, però com que jo els tinc tots ficats dins d’una capsa puc definir una propietat col·lectiva, que és la temperatura o la pressió, i fins i tot puc establir unes certes lleis que relacionen una amb l’altra, i la idea és que, a partir de principis fonamentals que caracteritzen quina és, per exemple, la velocitat mitja en què es mouen aquests àtoms, puc trobar el que es diuen relacions entre aquestes característiques microscòpiques i les macroscòpiques.

Aquest gran salt que fa la física estadística de lligar allò microscòpic amb allò macroscòpic, és el que ens ajuda a tenir aquesta visió del món. Perquè es clar, un dels primers paradigmes, en el fons, dels sistemes complexos, són el que anomenem transicions de fase. Perquè quan nosaltres tenim molècules d’aigua a una determinada temperatura és un líquid? Perquè a una determinada temperatura és un gas, o perquè a una determinada temperatura és un sòlid? Els àtoms, les molècules són les mateixes, l’únic que varia és que degut a unes condicions ambientals externes els lligams entre aquestes molècules canvien, són els ponts d’hidrogen i coses d’aquest estil, la manera d’interactuar canvia, i aleshores és quan jo sé que tinc un conjunt d’àtoms, de molècules, però no sé, si no em donen quina és la temperatura, no puc predir quin és el seu estat, si és un gas, si és un líquid, o si és un sòlid.

Aquest seria el que em preguntaves, el paradigma dels sistemes complexos, el cas més senzill. Aleshores… què ha passat? Que amb els anys s’han anat fent exemples d’aquesta mena fins arribar al que podríem dir, sistemes més complexos com poden ser el clima, un cervell, o una societat. És a dir, en el fons, el que estem veient és que, com a individus podem tenir certs comportaments, però que aquests comportaments individuals donen lloc a comportaments col·lectius que no podem predir. És a dir: perquè passen certes coses quan hi ha una manifestació? Perquè hi ha hagut moviments socials com la primavera àrab, o moviments polítics similars? Perquè hi ha hagut tot això? Doncs simplement perquè de manera col·lectiva s’ha estat capaç de fer-ho. Òbviament amb moltes reminiscències que podríem trobar avui en dia, quina és l’espurna de tot això, com poden ser les xarxes socials, totes aquestes coses que són una mena de catalitzadors d’aquestes dinàmiques.

La diferència és aquesta: anar des de l’exemple més paradigmàtic i més senzill, al que serien actualment els sistemes més complexos, com pot ser el clima, com pot ser el cervell, com pot ser la societat.

JMCC: En aquest sentit, introduir un element com les xarxes socials, que genera un tipus de relacions diferents, més intenses i d’unes altres característiques, canvia la societat.

AD-G: Totalment, tu no pots comparar la societat d’avui en dia amb la societat de fa 100 anys, simplement perquè les dinàmiques eren diferents. I un exemple el podríem tenir en una cosa molt clara que ens ha passat últimament, hem tingut una pandèmia, i fa 100 anys em vam tenir una altra, amb uns efectes devastadors les dues, importants, però si ens mirem, per exemple, les escales de temps en què han passat les coses, ens adonaríem que han estat molt diferents. Perquè ens hem trobat que la pandèmia de la covid ha anat tot molt ràpid: es detecten els primers casos a la Xina, la gent té una mobilitat que no tenia abans, comencen a aparèixer els casos a Europa, als Estats Units, sense que ningú no ho pugui preveure, i a partir d’aquí la pandèmia es converteix en un problema mundial.

I a què és degut que vagi tan ràpid? Doncs simplement és un problema de mobilitat, de transport aeri i també terrestre que no és el mateix que fa 100 anys.

JMCC: I per altra banda la capacitat científica per identificar-ho i de fer-hi front, que llavors no hi era?

AD-G: Sí, exacte, i això no té res a veure els sistemes complexos, que els científics hagin estat capaços de desenvolupar vacunes amb menys d’un any, això és una cosa que abans ningú es pensava que pogués ser possible.

JMCC: Però no només les vacunes, sinó identificar el virus, fer-li el seguiment i fer tot el que s’ha fet, d’una banda la mobilitat l’ha fet pitjor, i de l’altra ha estat millor…

AD-G: Està clar que una que cosa que sí que s’ha afavorit és la comunicació científica, la ciència avui en dia es comunica d’una manera molt eficient, gràcies a internet i gràcies al fet que les coses es publiquen molt ràpidament, la comunicació científica ha anat molt ràpida, és una de les raons. Encara que de vegades el fet de publicar a les revistes més prestigioses porta un temps, s’ha demostrat que hi ha hagut una dinàmica, exagerada en alguns casos, i si miressis la qualitat dels articles publicats en aquesta pandèmia, hi ha molta porqueria, però és així, s’ha accelerat la comunicació en aquest sentit, en els aspectes positius i en els negatius.

JMCC: Tornant a la idea del que fan les xarxes socials en la societat, això es podria considerar un canvi de fase? Com en el cas que l’aigua quan passa de líquida a gasosa, hi ha un element que canvia la dinàmica?

AD-G: Sí, perfectament, et dones compte que si no tens xarxes socials… per exemple en la qüestió dels antivacunes: com flueix la informació aquí? Doncs a través d’uns canals que no controles, a través de notícies, de grups d’usuaris que en condicions normals no anirien tan ràpid, i aleshores pots trobar teories que t’expliquen que si hi ha una comunicació molt més ràpida, s’està propagant molt més ràpidament.

En aquest sentit una de les coses que ens estaven venent al principi, recordeu que deien que amb el 70% ja tindrem la immunitat de ramat i tot això? Això al final ha estat una fal·làcia, perquè tenim el 70% de la gent vacunada i encara no tenim aquesta immunitat de ramat. Perquè? Doncs perquè aquesta immunitat de ramat té una sèrie de supòsits que avui en dia, amb la mobilitat, te l’estàs carregant, perquè la immunitat de ramat se suposa que hi ha certes zones on la malaltia no arriba, però si aquestes zones no són estàtiques sinó que tens gent que està contínuament entrant i sortint de llocs on hi ha la malaltia o no, doncs la transmissió és més fàcil, i això és el que estem veient aquests dies amb les noves onades.

JMCC: Tornant a la definició: és un nou paradigma científic o no? Potser sou una mica reticents a la idea de paradigma? Creieu que és una teoria només o que hi ha un canvi substancial en el que és el treball científic de base, des del punt de vista epistemològic?

Carme Llasat (CLL): Jo estaré més aviat al costat dels que estan escoltant en aquest moment, primer de tot bona tarda, o bona nit o bon dia… Escoltant tot el que deia l’Albert i pensant en la complexitat que nosaltres tenim en el clima, la meteorologia, i sobretot en els riscos naturals, el que em plantejava és que hi ha una ampliació, no vol dir que sigui un canvi de paradigma, és una introducció de nou coneixement i d’una nova metodologia per tractar tota una sèrie de problemàtiques que potser en algun moment sí que estem pensant en el món dels físics, però que s’hi havien apropat en el món dels enginyers. Jo treballo molt amb enginyers, i no és que s’hagin apropat als sistemes complexos, però treballo molt amb ells des de fa molts anys i nosaltres hem viscut, i hem patit fins i tot, quan hem proposat en congressos de l’àrea de física solucions que aplicaven els enginyers, com solucions d’anàlegs, o solucions més estadístiques, la primera vegada em van fer fora de la sala, dient que això no es podia acceptar, un físic de l’aire no podia acceptar una solució estadística.

He de dir que no domino tant la física per dir si és un canvi de paradigma, jo crec que és obrir més els ulls, i potser la nostra formació de físics ha estat molt vinculada o molt desvirtuada a buscar causa/efecte, i la part estadística ha estat molt abandonada. I com ha dit l’Albert, la feien els termòlegs, que quan jo era jove deia: «què té a veure la termologia amb l’estadística». Potser jo crec que benvinguda sigui perquè ha obert un altre camp que ens permet poder entendre millor fenòmens on aquestes propietats que heu comentat, els canvis de fase, m’ha cridat l’atenció que has comentat amb les xarxes socials, es pot entendre d’una altra forma. No tot és anar a buscar les lleis bàsiques, primàries de la física per intentar explicar. Jo estic molt més oberta perquè he treballat a l’entorn dels enginyers que buscaven el que explicava, però que deien: «això ho explica» i els preguntaves: «I les lleis que hi al darrere?» «Ja veurem».

Però a mi m’ha fet pensar precisament en què ens posa a nosaltres, als que treballem amb riscos naturals des del punt de vista de la meteorologia i de la hidrometereologia, que uneix tota la complexitat atmosfèrica amb tota la complexitat de la terra, més la complexitat social, el que a mi m’ha fet plantejar tot el que ha comentat l’Albert és que hem de saber quines són les variables que ens estan dient que ho podem tractar com a sistema complex, perquè és indubtable que és un sistema complex, la natura, i en el nostre àmbit que, a més, barregem totes les variables socieconòmiques amb variables purament meteorològiques o físiques o atmosfèriques, i a més ara estem ja introduint variables com quants tuits s’han fet en aquest succés, quina reacció ha tingut la gent, m’ha fet pensar que és un repte.

Per a mi el sistema complex ja existeix i ha existit sempre, el que ara s’estan esbrinant i i persones com l’Albert i els seus equips estan esbrinant i ens conduiran als que ho hem d’aplicar és: hi ha una metodologia per tractar-ho, i això serà molt important. Ara, la gràcia per mi és saber quines variables. O sigui, ja hem tractat nosaltres i hem aplicat en sistemes de predicció el que comentàvem com una petita pertorbació altera les prediccions de demà, i ja no parlem de les prediccions climàtiques, com nosaltres després podem utilitzar un conjunt de prediccions climàtiques per diferents sistemes, i en realitat aquí darrere apliquem ja lleis i propietats que estudiem en la física estadística, però el repte que tenim ara és poder aplicar el que ell ha comentat i poder entendre, que és molt interessant, aquest canvi de fase, quan estem parlant dels riscos i quan estem parlant del canvi climàtic.

JMCC: Aquí la feina dura és trobar les variables en les que t’has de fixar.

AD-G: Sí. Jo us explicaré, hi ha una frase, no fa molt que la vaig descobrir, crec que és de l’Ilya Prigogine, premi Nobel de Química però que era físic, de fet era de l’antiga escola de la termologia, i va començar una mica amb les idees de la complexitat, el que deia és un sistema complex és un sistema del qual no pots dir què passarà, sinó que el que pots dir és què pot passar.

CLL: Estem a dins totalment!

AD-G: Exacte. «Demà plourà o no plourà?». «No ho sé». «Pot ploure?». «Sí». «Pot no ploure?». «Sí».

JMCC: És una constant en Prigogine: s’han acabat les certeses, estem en l’era de la incertesa.

AD-G: Però és aquesta caracterització, hi ha una propietat emergent, i la propietat emergent porta una certa incertesa associada. És a dir: les mateixes molècules, per exemple, d’un gas que tens a 100 graus, llavors tu dius, com us comportareu, com un gas o com un sòlid? Resulta que depèn de la pressió, si la pressió és més alta, doncs la temperatura d’ebullició és una o una altra o hi ha un equilibri, o… depèn de quins siguin els condicionants, i això és el què passa en els sistemes meteorològics.

A mi m’agrada una cosa que la meteorologia està incorporant i que crec que per la gent és molt difícil d’entendre, perquè porta un concepte probabilístic. És a dir, mires la predicció meteorològica i dius: demà hi ha un 10% de probabilitats que plogui, i llavors la interpretació que fas és una interpretació binària: un 10%? No plourà. (riures) Si et diuen: la probabilitat de que plogui és un 70%, i per tant plourà.

JMCC: Apliquem la lògica clàssica i no la lògica difusa, oi?

AD-G: Exacte! Llavors és quan et diuen: és que no l’encerten mai. No us ho diuen, Carme? Llavors jo li diria: mira, si et diuen que hi ha un 10% de probabilitats que demà plogui tu això t’ho apuntes, i quan tinguis 100 dies en què jo t’hagi dit que la probabilitat de pluja és d’un 10%, comprova quants dies d’aquests plovia. Llavors veuràs que és un 10%, veuràs que una desena part d’aquells dies haurà plogut. Aquí venen les dues definicions de la probabilitat: hi ha una definició a priori i una a posteriori, tens un esdeveniment, per exemple, llançar un dau, la probabilitat que surti cada una de les cares és d’un sisè, però un cop ja l’has tirat ja és diferent. La probabilitat la defineixes com la freqüència dels esdeveniments.

CLL: Clar, penseu que nosaltres, quan entrem en aquest camp, el parlar de probabilitats en la predicció meteorològica es va desenvolupar operativament ja fa uns 20 anys, llavors va començar a treballar-se amb «ensembers», predicció per conjunts. La primera predicció per conjunts era, perquè s’entengui, avui tenim unes dades, una temperatura, una humitat, una pressió, etc, i aplicant totes les equacions de fluïds, etc, quina temperatura tindríem demà, quina pluja, etc. Però el primer problema és que en física de l’atmosfera hi ha moltes qüestions que no es poden modelitzar, per tant, ja hem de parametritzar, per tant ja estem introduint incertesa.

Llavors vam dir: com que ja tenim incertesa, pertorbem el sistema. Llavors quan pertorbem el sistema el que fem és dir: si canviem una mica la variable, li donem un petit canvi, què passarà? Llavors hi ha prediccions en les quals la predicció d’aquí a 24 hores no canvia pràcticament, per molta pertorbació que faci. Evidentment a mesura que m’allunyo la predicció té més variació. Després diem: però home, això és un model! Llavors hem de treballar amb més models. Per tant, ja no agafem una predicció pertorbada, sinó que agafem N prediccions d’N models amb M pertorbades, tindré N per M prediccions per demà, és a dir, tindré un gran nombre de prediccions.

Imagineu-vos a més que, si jo estic parlant d’inundacions, que és amb el que treballem, ve l’hidròleg i diu: ara jo aplicaré el meu model hidrològic, però també he de posar parametritzacions, i a aquestes N per M prediccions que jo tenia, es multiplicaran després pel nombre de prediccions que facin, depenent del sistema que utilitzin.

Per tant, al final realment, avui en dia, el que fem són prediccions probabilístiques. Molt més complex, perquè el que ha comentat l’Albert, sobre tenir un 10% de probabilitat que plogui i un 90% que no plogui, i la següent pregunta és: on? Perquè quan t’estan donant les dades, en realitat, depèn del model tu pots baixar fins a una certa resolució. En aquest moment s’està discutint si els límits de la predicció meteorològica venen definits per la pròpia predicció, és a dir, les equacions, el que coneixem ja no pot donar més de sí, o ve definit per la capacitat dels ordinadors? En aquests moments hi ha aquest debat. Llavors, quin és el problema? Per tant, de cara a la predicció nosaltres fem N i diem: la probabilitat que demà plogui és d’un 10%, la probabilitat de que a Tortosa caiguin, com ha passat aquesta nit passada, 200 mil·límetres, que és totalment anormal en la història de l’observatori de l’Ebre, perquè tenen només 2 casos en els quals s’ha superat aquesta quantitat i era del setembre, la probabilitat és de tant, la que sigui, un 10% per exemple. Llavors bé, això té conseqüències legals, perquè què ha de fer protecció civil?

AD-G: I les assegurances.

CLL: Les assegurances van a posteriori. Les assegurances són un gran lobby, perquè són boníssims en tot això de les estadístiques, perquè els interessa. Però clar: Protecció Civil ha de moure, per un 10% de probabilitats, tots els sistemes? No els ha de moure? Qui és el responsable si mou? Qui és el responsable si no mou? D’aquí ve que, ja des d’un punt de vista d’administració pública, li va bé que li diguin un 90%, però prefereix que li diguin plourà tant o quan. I això passa també després ja amb el públic, per tant, aquestes prediccions probabilístiques, quan les portem al món del dia a dia, a la persona que demà, o d’aquí a 20 dies… un president de govern que té un acte organitzat a l’aire lliure, aquest 10% és molt important. Però si tu tenies decidit d’aquí a aquell dia que anaves d’excursió, per un 10% no ho cancel·laré, però el president del govern, que té tot de convidats estrangers… Per tant, aquí hi ha unes connotacions que afectaran al moviment i la resposta de la població, que formen part del propi sistema complex i que caldria veure… la primera definició que hauríem de fer, quan tractem el problema és, què entenem per sistema? O on posem el límit? Quines són les «boundaries», les fronteres del meu sistema?

JMCC: Clar, perquè una cosa és la feina científica i l’altra és la repercusió que té en en la dinàmica social i en les decisions.

AD-G: Però la ciència avui en dia se n’ocupa de tot això, de la predicció meteorològica però també de quines són les conseqüències socials, les ciències socials se n’ocupen, d’això. I llavors és quan entrem en estudis que són tan interdisciplinaris… Crec que la clau és el que deia la Carme: què és el sistema? De vegades, quan faig xerrades i parlo de xarxes m’agrada posar molts exemples a diferents escales, i això per un físic és molt natural. Els professors que vam tenir a la facultat a primer curs ens deien: les escales, les unitats per un físic són bàsiques. Llavors quan tu penses: què és el que passa a les diferents escales de la vida, des de l’àtom fins a l’escala galàctica, allí estan passant moltes coses i una està integrada dins de l’altra.

És a dir, nosaltres com a individus estem formats per cèl·lules, les cèl·lules estan formades per molècules… Hi ha tot un engranatge, com les nines russes, que en el fons és una unitat dins d’una altra unitat dins d’una altra unitat i que donen lloc a això que anomenem emergència, de que alguna cosa emergeix perquè és una suma no trivial de totes les unitats que ho formen. Què és un cervell, en el fons? Podries pensar que és un conjunt de neurones amb unes quantes fibres i ja està, això és un cervell, però què és la cognició? Ja no és una cosa física, és una característica global d’aquell conjunt de neurones.

JMCC: El que em suggereix tot això és que hi ha com unes capes d’emergència, és a dir, hi ha un nivell que produeix un efecte emergent o un fenomen emergent, sobre aquest fenomen emergent se’n crea un altre i així va «pujant», i de fet estem a les beceroles des d’un punt de vista científic, no, en molts sentits, per saber quins són?

AD-G: Sí, i aquí és on està la importància del què aporten els sistemes complexos, perquè estem parlant de disciplines tradicionals: la física estudia els àtoms en la seva estructura, però quan estudies les molècules ja no és la física, és la química; quan estudies com les molècules formen macromolècules que donen lloc a la vida, ja és la biologia; quan la biologia desenvolupa les cèl·lules en éssers humans, allò ja és la medicina; quan els individus que són objecte d’estudi de la medicina interactuen entre ells, ja és la sociologia. És a dir: hi ha una sèrie de passes que fa aquesta integració en els quals les disciplines tradicionals són les que ho han estudiat, han estat el que es diu reduccionistes, jo estudio la ment, jo estudio les molècules.

JMCC: En aquest sentit, us volia ensenyar aquest esquema que fa el Yaneer Bar-Yam, del NECSI, que diu que el plantejament científic antic era aquest, de la ciència surten diferents disciplines en divergència, i en canvi, en els sistemes complexos totes aquestes disciplines acaben convergint. I em va impressionar quan el vaig veure, vaig pensar que era una idea molt bona.

AD-G: Sí, perquè és el que deia la Carme, és definir què és el sistema, i el sistema cada vegada et trobes que com reacciona la gent davant d’un esdeveniment meteorològic, que abans tu tens un grup de persones i això ho podria estudiar l’antropologia, de dir: com reacciona aquest grup davant d’això. Ara el que et trobes és que tu pots fer una predicció meteorològica i en funció d’això quina és la probabilitat dels riscos, com això afectarà aquesta població… es clar, estàs interferint ara, estàs sent capaç de predir a lo millor com reaccionarà aquesta gent. I una cosa que en els últims temps em sobta bastant, no sé si heu sentit a parlar del que s’anomena «digital twins», els bessons digitals. És fer algun dispositiu que simuli una cosa real, però que ho simuli al 100%, i això amb un sistema complex no ho aconseguirem mai. Això em planteja molts dubtes, perquè a més hi ha projectes i convocatòries del Ministeri sobre això, de com fer bessons digitals.

JMCC: Això em recorda un microconte del Jorge Luis Borges sobre uns geògrafs que feien mapes de tot un estat que tenien la mida de tota una província, i que van quedar insatisfets i van acabar fent un mapa que tenia la mida de tot l’estat. Aquesta idea que si no tens tot el detall no saps què passarà perquè és un sistema complex.

AD-G: Sí, però la gràcia del sistema complex és que tu no pots fer una descripció total, pots fer una simulació a nivell atòmic d’un milió de molècules si vols, però es clar, no pots fer una simulació a nivell atòmic d’un fenomen meteorològic, no pots.

JMCC: Has d’escollir uns paràmetres per fer la simulació, i els has d’encertar.

AD-G: Una escala.

CLL: Una escala, el que diu ell, perquè per molt que aquestes persones del conte del Borges fessin un mapa a l’escala que fos, sempre quedaria un nivell d’incertesa.

AD-G: Però si ho fas 1 a 1 no.

JMCC: Però no deixa de ser una reproducció. La gràcia del Borges en aquestes coses és que et fa petar el cap.

CLL: Una cosa és el sistema complex, l’atmosfera és un sistema complex, crec, i el que s’està desenvolupant ara, el que desenvolupa l’Albert i el seu equip és el tractament, la metodologia per tractar-ho, per interpretar els resultats, per obtenir a partir d’aquí els resultats.

JMCC: Això em recorda una cosa que diu en Giorgio Parisi, després en parlarem, crec que és important parlar-ne avui perquè ha estat un premi Nobel una mica singular, ell diu que un sistema complex és un sistema que té moltes parts, però tampoc masses. Aquesta idea que has d’escollir quins paràmetres simules, perquè tot no ho podràs simular. És la mateixa idea, no podràs fer una simulació del tot sinó que t’has de restringir als medis que tens. No sé si m’explico.

AD-G: A veure, sí que és veritat que la simulació per ordinador, i en el vostre cas també (a la Carme), juga un paper molt important en els sistemes complexos i en la meteorologia també. Perquè aquests sistemes obeeixen unes certes lleis matemàtiques. El que passa és que aquestes lleis, quan són senzilles, les pots resoldre, això és el que ens ensenyen a la facultat de física, resoldre aquells problemes que són lineals i que pots trobar solucions fàcilment. Però llavors te n’adones que a la vida no hi ha res lineal. És el que els dic als meus estudiants de mètodes 2, a la vida no hi ha res lineal, perquè sinó no tindria gràcia, és més, si tot fos lineal no existiríem, però primer us he d’ensenyar a resoldre coses lineals, després ja veurem coses no lineals.

Les no linealitats juguen un paper molt important, i fan que aquests problemes que si són lineals són fàcilment resolubles, ara amb les no linealitats no ho són. Llavors aquí entren els matemàtics per veure quines són les equacions, per exemple el problema dels 3 cossos, etc, allò que és resoluble o no és resoluble, quines són les equacions diferencials que es poden resoldre i quines no. Si no pots resoldre-les matemàticament llavors tires de màquina, tires d’ordinador. I ens hem acostumat a ficar aquestes equacions, que són la descripció matemàtica de les lleis físiques, ens hem acostumat a posar-les als ordinadors i tirar. Clar, el que dius tu, des d’un punt de vista teòric, com més partícules fiquis, l’estadística és millor, perquè les fluctuacions són més petites. Però es clar, estem parlant d’un nombre que, per un físic, el número d’Avogadro, és 6 per 10 elevat a 23, que és el número de molècules que hi ha en un mol, és a dir, la relació microscòpica a la macroscòpica.

Clar, tu no pots fer una simulació de 6 per 10 elevat a 23, no pots, aleshores què fas? Fas simulacions amb poques, 1.000, 10.000, 100.000, 1 milió, i ja està. Però són 10 elevat a 23 i ens estem quedant amb 10 elevat a 6! És representatiu això? Sí, perquè el que ens adonem és que de l’escala microscòpica a l’escala macroscòpica, aquest salt de 10 elevat a 6 a 10 elevat a 23 no juga cap paper, i no juga cap paper perquè no hi ha res aquí al mig, en aquestes escales. És a dir, tens l’escala microscòpica, i llavors dius: té sentit fer simulacions de 1.000 milions de partícules? No. El que té sentit ara és anar-te’n a l’escala més gran, i fer una simulació d’un núvol. No sé si és el que feu vosaltres, quines són les equacions de la mecànica dels fluids que et descriuen la dinàmica dels núvols. Té sentit això? Sí. Però quines són aquestes equacions? Tenen a veure amb certes mètodes discrets, en el fons són resoldre equacions diferencials amb aquests mètodes per veure què està passant en un núvol. I això no té res a veure amb les molècules, cada part amb la que tu descompons el sistema té unes certes regles. I aquestes regles estan heretades de l’escala més petita, perquè és una escala intermèdia.

CLL: Per afegir el que comentaves dels núvols, nosaltres fins i tot quan hi ha convocatòries del ministeri, els que fan la física de núvols no són els mateixos que després fan la part de predicció, i fins i tot diríem: sí que estem en el mateix grup, però es consideren diferents. Perquè? Perquè uns estan treballant a una escala, no a l’escala atòmica, com deies, sinó que estan treballant sobretot amb observacions, és una part molt experimental. Però què passa? Que quan tu has d’introduir un núvol, i ja no parlem d’un núvol de tempesta dins d’un model meteorològic, malgrat que sigui de mesoescala, és a dir, amb una alta resolució, generalment es parametritza, perquè introduir totes aquestes equacions no es pot fer.

Llavors el que s’està treballant ara és a veure com es pot millorar la representació de la convecció d’aquests desenvolupaments. Si recordeu quan hi va haver les pluges d’Alcanar, van dir: és que el model no la va poder preveure. En aquests moments encara el desenvolupament que hi ha de la meteorologia no és perfecte, és que no arribarà mai a ser perfecte, això està absolutament reconegut, és que és impossible, té uns límits, però encara té molt camí per avançar en el que seria la predicció de les quantitats elevades quan hi ha pluges molt intenses. Perquè? Per la representació d’aquests processos, en el qual intervenen des de l’escala més petita a l’escala que ha d’ampliar-se fins a 5 quilòmetres, 10, 20. I si parlem ja d’un model climàtic llavors ja seria molt més.

AD-G: Sí, és l’escala. I relacionat amb la predicció de riscos, en el fons el problema que no… Quina és la pregunta que tu et pots fer des del punt de vista dels sistemes complexos, en el cas de riscos extrems, quina és la probabilitat que caiguin més de 200 mililitres a tal lloc, això un dels exemples més clàssics en aquest sentit són els terratrèmols. Pel que fa als terratrèmols el que pots dir, i la gent de San Francisco ho saben, algun dia hi haurà «the big one», saben que passarà. Però quan? No en tenim ni idea.

JMCC: Potser els passarà als rebesnéts, potser ja no existirem…

AD-G: Però en algun moment de la terra passarà, potser ja no hi serem com a humanitat, però pot passar. El problema sobretot, i aquí crec que hi ha una contribució important de la física, quan treballem amb aquests models predictius, tothom sap que les lleis de distribució dels fenòmens… no m’atreveixo encara dir-ne naturals, però aquestes lleis de distribució de la probabilitat que ens ensenyen a l’escola de dir: és que si jo mesuro l’alçada dels nens de la classe tinc una alçada tinc una (corba) gaussiana, si jo mesuro la distribució de notes dels estudiants de física no tinc mai una gaussiana (riu), en aquesta distribució normal hi ha una certa incertesa, però en el fons el que et dona la incertesa és la variància. Amb un valor mig i una variància dones tota la informació, i tu saps que que si vas a una classe, la mesures i vas a una altra, saps que la distribució que trobaràs és la mateixa o pots fer una predicció de que el que trobaràs serà pràcticament el mateix que aquí.

Però quan anem a distribucions que es diuen de lleis potencials, que són distribucions amb una cua molt llarga, en el sentit que la probabilitat que passin esdeveniments extrems és gran (gran vol dir que existeix, hi ha una cosa que ens ensenyen a entendre molt bé als físics, i això ho heretem dels matemàtics, que quan ens diuen que una cosa és petita o gran, comparat amb què? Quan ens ensenyen als estudiants el càlcul de límits, és que una cosa que creix exponencialment, una cosa que creix potencialment, això ho entenem, i aleshores dius: quan tens una distribució de probabilitats que decau de manera potencial vol dir que aquells esdeveniments que són molt poc probables però són molt fotuts, poden passar.

En canvi si la distribució és exponencial, que jo et pregunto: quina és la probabilitat que et trobis un alumne en una classe que faci 3 metres d’alçada? Pots dir directament que és zero. En canvi et dic: quina és la probabilitat que la pluja d’aquesta nit a Barcelona sigui de més de 200 litres? No és zero, no és zero.

CLL: T’ho hauria de mirar! (riu) Però sí, entenc al què et refereixes.

JMCC: Això m’ha recordat el Nassim Nicholas Taleb, l’autor d’El Cigne Negre, que exposa la idea que hi ha riscos que són molt improbables però que si passen, et crucifiquen. I per tant s’haurien de tenir en compte.

CLL: Però potser no, no? Perquè quan l’Albert estava explicant, jo pensava: però pot aparèixer un cigne negre, i llavors ho canvia tot, perquè és impossible de predir.

JMCC: Parleu vosaltres de cignes negres? Us ha influït el senyor aquest? Està en un altre àmbit, ell.

AD-G: No. En aquest sentit recordo un llibre d’una persona que va ser conegut en el nostre món perquè es dedica a divulgar coses relacionades amb la física de sistemes complexos, ara és un editor de Nature Physics, va publicar un llibre que es deia «Ubiquity», (Mark Buchanan, «Ubiquity, why catastrophes happen», 2000), després en va fer un altre que es diu «The social atom», us podeu imaginar què vol dir això, en aquest d’Ubiquity comença explicant perquè comença la primera guerra mundial, perquè un beneit se’n va a Sarajevo i mata el príncep hereu de la corona de l’imperi austrohongarès. Qui ho podia predir allò? I és el que desencadena una sèrie d’esdeveniments que porten a la primera guerra mundial.

JMCC: Hi ha molt debat sobre això, perquè s’ha dit que un esdeveniment com aquest no havia de provocar una guerra tan enorme com aquella…

AD-G: El que passa és que Europa estava preparada per una cosa com aquella.

JMCC: Exacte, hi havia un substrat que era com palla seca, i no hi havia consciència que fos possible que passés res com allò, i per això tanta gent va quedar atrapada, n’hi va haver que se’n van anar de vacances i es van haver de quedar allà on eren, perquè hi havia la sensació que allò serien quatre dies. En Taleb, que es dedica a això, també explica el mateix de la guerra del Líban, ell ho va viure directament perquè és libanès, i va passar el mateix, deien: durarà poc perquè, tot plegat, aquests quatre bojos… i mira com va acabar.

Jo voldria tornar una mica enrere, i com que portem força estona ja no cal que ho allarguem gaire més: el fet que el comitè Nobel hagi fet un reconeixement explícit que donava el premi aquest any tant al Giorgio Parisi com als altres dos premiats pels sistemes complexos, en Syukuro Manabe i en Klaus Hasselmann, i que sigui la primera vegada, sent el 2021, primera pregunta, us sorprèn? I segona, què us sembla? Com a persones que treballeu amb sistemes complexos, que un reconeixement de la magnitud del premi Nobel, que potser també se li dona massa importància, no sé, però que no hagin reconegut la importància d’aquest camp fins ara, això com ho interpreteu?

AD-G: A veure, vàries coses: en el fons estava cantat que algun dia l’hi havien de donar, a la nostra comunitat es deia: si a algú li havien de donar el premi Nobel als sistemes complexos, aquest era el Giorgio Parisi. És la persona que ha fet contribucions més rellevants a aquest món. I hi ha alguna cosa que d’alguna manera també, als premis Nobel es donen amb molts anys de decalatge, per dir-ho d’alguna manera, sovint es donen a descobriments que es van fer fa 30 o 40 anys. Sí que és veritat que de vegades es premia una certa trajectòria, però no saps molt bé si és una trajectòria o si veritablement és per un descobriment puntual. Clar, quan et diuen que el Parisi és pel descobriment de les fluctuacions de no sé què amb els vidres d’espin, home! Parisi ha fet moltes més coses més rellevants que aquesta. Llavors possiblement li estiguin donant per tota la feina que ha fet, com un reconeixement a tota la seva trajectòria i totes les contribucions que ha fet al que podríem anomenar la ciència moderna.

Jo crec que aquí és on hi ha el reconeixement, i veritablement entendre que hi ha una física que no és la física tradicional i que és la física dels sistemes complexos, hereva d’aquesta termodinàmica, d’aquesta física estadística i que ara ens veiem capaços de intentar, com a mínim, predir certs comportaments a partir de les propietats microscòpiques, aquesta és la idea.

I quines són les eines, i com ho hem de fer. Un dels exemples del Parisi és el vol dels estornells, hi ha articles publicats pel seu grup en els que, posant 10 càmeres de vídeo enfocant els estornells, veure com es movien, per intentar esbrinar si hi ha un lideratge o no. I llavors resulta que la conclusió és no, l’estornell el que fa és integrar la informació dels 6 veïns que té més a prop, i això es pot deduir a partir d’aquesta observació.

Llavors a partir d’aquí tu pots desconstruir, allò que dèiem de la truita desconstruïda, és a dir: quins són els ingredients importants? Llavors quan tu vols fer un model de com es mouen els estornells, saps què has de fer: que un estornell es mou mirant al voltant dels 6 que té més a prop. I a partir d’aquí fas un model, i llavors intentes reproduir-ho. En aquest sentit, el que s’ha guanyat és això, aquesta relació entre l’observació i els models, cosa que abans, i fora de les línies tradicionals de la física, no existia. I això jo soc conscient que, soc el director de l’Institut de Sistemes Complexos de la UB, com la representació d’un col·lectiu de persones que treballa en aquestes coses, entenem perfectament això, i d’alguna manera ens hem sentit moltes vegades històricament una mica com abandonats d’aquests grans trets de la física més tradicional, que tampoc vull tirar res contra aquells, la gent que es dedica a l’estudi de la cosmologia és absolutament fascinant i molt interessant, però d’alguna manera l’estudi dels sistemes complexos havia quedat una mica com amagat, fora dels compartiments de física més tradicional.

JMCC: Potser per això vau decidir crear un institut.

AD-G: Sí, la idea de crear un institut per dir, veiam, és que som tota aquesta gent que treballem en això, doncs ens hem de posar d’acord i crear alguna cosa.

CLL: En el nostre cas les dues persones que ho van rebre en principi la diferència que hi ha aquí és que eren grans investigadors, i van ser punters el seu dia, però en el cas de tota la modelització climàtica avui en dia gairebé tots són equips, és molt difícil, molt difícil decidir qui de l’equip mereix el premi. En el cas nostre, dels altres dos premis, hi hauria dues qüestions, una qüestió fonamental és que aquest any s’acabava de presentar el sisè informe de l’IPCC, l’IPCC ja havia rebut un premi, no podia tornar a rebre’l, i el missatge del premi era una crida a la població que s’havia de preocupar, i que ens hem de preocupar del problema que representa el canvi climàtic sobre el nostre planeta.

Aquí hi ha una part de la conjuntura social en la que ens movem. Des d’un altre punt de vista hi ha el tema que el clima és un dels sistemes complexos naturals per excel·lència i per tant està plenament vinculat. Jo vaig trobar que benvingut sigui, perquè hem de dir i afegir aquí que els que fem meteorologia i física de l’atmosfera durant molt de temps ens van dir: no, no, vosaltres no sou físics, vosaltres sou una altra cosa, però físics no ho sou.

Llavors aquí sí que voldria acabar… m’has fet pensar en una anècdota que representa aquest final de segle XX i XXI i em fa pensar en aquesta figura que ens has mostrat en què es veien les ciències bàsiques fonamentals i la interdisciplinarietat realment integrada. Ja fa anys que es va començar a parlar d’interdisciplinarietat i de multidisciplinarietat. Què va succeir? Jo vaig tenir la sort els primers anys de col·laborar ja amb gent interdisciplinària des del primer moment, i entrar altres àmbits, com hidrologia, com també ecologia, protecció civil, etc.

L’anècdota: a mi em van anomenar presidenta de la secció de riscos naturals de la Societat Europea de Geofísica, a finals del segle passat. Al mateix temps, en el mateix acte, també van nomenar el president dels sistemes no lineals en geofísica. Aquella nit van fer un acte que era un sopar a l’hotel Negresco, érem a Niça. Al sopar van anar-hi tots els presidents menys dos que no vam ser convidats, perquè es va considerar que les nostres branques no eren científiques. A nosaltres dos, als de natural hazards, i als de non lineality processes, van dir: el vostre és un grup interdisciplinari, per tant vosaltres no teniu dret a venir a sopar amb nosaltres, que constituïm el grup de física de l’atmosfera, física del terra, etc. Anècdota dita, perquè ara han guanyat el premi persones que treballen en àmbits interdisciplinaris, aquí hi ha un gir, jo crec que és per mi molt important aquest gir que realment el premi Nobel hagi reconegut aquestes branques de la física com poden ser els sistemes complexos i tota la temàtica del canvi climàtic.

JMCC: La sociologia de la ciència i les parcel·les epistemològiques són un problema, oi? I al món científic en general, però creieu que estan caient aquests murs que separen i que classifiquen?

AD-G: És molt complicat, perquè fins i tot avui en dia es diu que es vol promoure la interdisciplinarietat, i crec que a nivell d’investigadors ho tenim molt assumit que això s’ha de fer, per exemple amb la Carme vam intentar fer un projecte conjunt abans de l’estiu, amb investigadors d’intel·ligència artificial, amb economistes, vam intentar fer un projecte, al final no va sortir, però jo crec que els investigadors som conscients que hem de parlar amb investigadors d’altres disciplines, fer equips interdisciplinaris i transdisciplinaris per integrar els nostres coneixements en problemes comuns.

Els que jo crec que ho comencen a tenir clar són els que ens han de pagar, és a dir, les agències de finançament, ho comencen a tenir clar, però segueix sent molt complicat. Ara s’ha obert la convocatòria de projectes del ministeri i et pregunten: el seu projecte és interdisciplinari? Ompli aquesta casella, llavors tu has d’omplir una casella si tu consideres que el teu projecte és interdisciplinari. Vol dir això que t’ho valorarà algú d’altres disciplines? En absolut, jo sé que el meu projecte anirà a la casella de física, amb totes les conseqüències que això té, bones i dolentes.

JMCC: I això suposo que és el dia a dia en el dir: ha sortit aquest model a tal disciplina que es pot aplicar a aquesta altra, i a aquesta altra, i a aquesta altra…

AD-G: Però això és el que fem els científics, això és el científic que va a un congrés, el que llegeix les notícies, el que busca és això, veure el que s’ha fet en altres disciplines per veure si ho pot incorporar, o veure què és el que pot aportar amb els seus coneixements als problemes d’altres disciplines. I quan vas a un congrés, i quan presentes una xerrada la nostra participació sempre és molt oberta. El problema és que després el que t’ha d’avaluar tingui aquesta mentalitat oberta, i això és el que estem trobant a faltar.

JMCC: Perquè és el que decideix on van els diners. Tinc entès que aquest és un dels aspectes que se li valora molt al Giorgio Parisi, la seva obertura de ment, i que la curiositat l’ha portat per llocs sorprenents, com això dels estornells, per exemple.

CLL: Aquest és el problema, jo he estat a l’agència estatal d’investigació i el problema era trobar revisors que tinguessin aquesta mentalitat oberta, perquè sinó tornàvem a «transferència multidisciplinària», i et deien el mateix que deien exactament fa 20 anys, i hi havia revisors que ho acceptaven plenament, quan avui en dia «transferència a la societat» no vol dir que jo tindré una pàgina web, avui en dia vol dir moltes més coses, i interdisciplinarietat, transdisciplinarietat també vol dir una mentalitat molt més oberta per fer intercanvi de metodologies, aquest compartir la feina. I no posar persones que siguin de diferents àmbits i dius: ja soc interdisciplinari, que això també és molt típic (riures).

Costarà, però és veritat que les agències, tant a nivell estatal com a nivell europeu, estan apostant molt fort, i realment el que seria transferència a la societat, i per tant això implica moltes vegades aquesta component inter- i transdisciplinària, pensen ser molt rigoroses a la nova convocatòria de projectes europeus amb aquest tema.

JMCC: Ho podem deixar aquí, si voleu. Moltíssimes gràcies i… continuarà.