dilluns, 20 d’agost del 2012

John von Neumann


Von Neumann (a l'esquerra) amb Robert Oppenheimer (director de l'IAS de Princeton) davant de l'ordinador que es va construir a l'Institut d'Estudis Avançats (IAS) que va facilitar els càlculs per les primeres bombes d'hidrogen, per la meteorologia moderna i per avenços importants en astronomia entre altres. A l'època McCarthy Oppenheimer va ser objecte d'una "cacera de bruixes" i Von Neumann va testificar a favor d'ell. Els dos van ser membres destacats del Projecte Manhattan que va desenvolupar la primera bomba atòmica.

Fa uns dies vaig acabar de llegir "Turing's Cathedral: The Origins of the Digital Universe" de George Dyson, fill del famós físic Freeman Dyson.  El llibre (una mica massa enciclopèdic i detallista pel meu gust)  és la fascinant història del grup de científics i enginyers que van participar en el naixement dels ordinadors digitals a l'Institut d'Estudis Avançats de Princeton i, al mateix temps, van contribuir de forma decisiva a la construcció de la primera bomba d'hidrogen.  El caràcter central d'aquestes dues grans invencions va ser John von Neumann al qui dedico aquest bloc. Sóc conscient de que dir que la bomba d'hidrogen va ser una gran invenció no és politicament correcte i esgarrifa pensar la contaminació atmosfèrica que van crear les proves amb morts humans incloses degut a males estimacions de la potència destructiva d'aquests artefactes.  No obstant, si algun dia la humanitat aconsegueix domar l'energia termonuclear (una forta aposta de la Unió Europea) segurament serà gràcies a aquests precedents.

John von Neumann era fill d'una família jueva hongaresa acomodada, ja que el seu pare era banquer. Va ser un nen prodigi amb una gran capacitat de càlcul mental,  ja que als sis anys podia dividir nombres de vuit xifres mentalment i als vuit anys estava familiaritzat amb el càlcul diferencial i integral.  Va ser un geni d'una intel.ligència portentosa . El famós matemàtic francés Jean Dieudonné es va referir a ell com "el darrer dels grans matemàtics" i el físic i premi Nobel Hans Bethe va dir d'ell: "A vegades em pregunto si un cervell com el del von Neumann no indica una espècie superior a l'home". De fet, als E.U.A. on va emigrar von Neumann junt amb altres companys hongaresos com Teller i Wigner, s'els coneixia pels marcians.  Ja veieu quina gran contribució va fer Hitler a la primacia dels E.U.A., forçant l'emigració de tants genis europeus. Von Neumann va ser un dels quatre primers membres de l' IAS en companyia de famosos com Einstein i Gödel. Va ser el primer en copsar els resultats revolucionaris de Gödel i de fet li va enviar a Gödel una conseqüència del seu primer teorema, anomenat avui el segon teorema de Gödel ja que el mateix Gödel l'havia derivat independenment ( un sistema axiomàtic que contingui l'aritmètica elemental no pot provar la seva consistència).

Les contribucions científiques de von Neumann abarquen des de la teoria de conjunts a la mecànica quàntica, passant per la teoria de jocs, la teoria dels autòmates cel.lulars, els fonaments teòrics dels ordinadors (desenvolupant les idees de Turing), la construcció dels primers ordinadors digitals amb un grup de científics i enginyers a Princeton, l'economia matemàtica, programació lineal, estadística, operadors hermítics en espais de Hilbert, etc.

Al contrari d'altres científics que no es mouen molt bé en societat, von Neumann va tenir gran influència en polítics i militars i també li agradaven les festes i les dones i vestia sempre molt elegantment.  Gràcies a les seves influències aconseguia diners per a projectes que haguessin tingut dificultats per a sortir endavant sense el seu poder de convenciment a les autoritats. Odiava a Hitler i si va està inmers en el desenvolupament d'armes atòmiques va ser per por de Hitler i més tard dels soviètics. Era partidari de l'àtac preventiu (ens hem de posar en l'època postguerra mundial on mitja Europa va caure darrera del teló d'acer).

Els seus interessos no eren només científics. Des de l'edat de sis anys era fluent en llatí i grec antic i quan estava morint-se de càncer li feia llegir obres de Tucídides en grec original al seu amic i geni polonès Stanislaw Ulam i, com  se sabia el text de memòria, li feia correccions si pronunciava malament una paraula o se saltava una línia. Era un expert en història bizantina.

Tenia freqüents multes de trànsit i quan va ser contractat com a consultor per Cuthbert Hurd d'IBM aquest li pagava les multes de trànsit.

Sovint anava a dormir amb un problema per a resoldre i al despertar el matí següent trobava la solució. També solia escriure petites notes en mig d'una festa que desprès es convertien en articles científics importants. En va escriure uns 150 en matèries molt diverses i només els articles publicats en una sola d'elles ja li haguessin reservat un lloc immortal entre els matemàtics.

En els seus darrers anys es va interessar en la biologia i en el cervell.  Diversos historiadors de la ciència s'han preguntat com hauria evolucionat si dos dels seus membres més ínclits, Turing i von Neumann no haguessin mort tan joves.

Al morir, fent esment de l'aposta de Pascal (si em converteixo i hi ha Déu hi guanyo i si no en hi ha no hi perdo res), es va convertir al catolicisme, encara que el seu germà pensa que només volia conversa amb un capellà catòlic.  Això va decebre alguns dels seus amics científics. El fet es que tenia por de morir.


dilluns, 13 d’agost del 2012

Els bacteriòfags


                                              Un bacteriòfag

Fins ara la forma usual de tractar una infecció bacteriana era amb antibiòtics. Actualment això és cada vegada més difícil. Per una part els bacteris evolucionen i es fan resistents als antibiòtics i, per altra banda, les companyies farmacéutiques veuen com augmenten els costos per desenvolupar un nou medicament i el temps per a que aquest sigui aprovat. I, desprès de tot, nous bacteris evolucionaran i es faran resistents molt ràpidament al nou antibiòtic.

A l'antiga Unió Soviètica hi ha des de fa temps la tradició d'atacar els bacteris amb uns virus que els infecten, produeixen uns enzims que es diuen lisines i trenquen els bacteris a trossos donant lloc a més virus.  Sembla mentida, però cada dos dies la meitat dels bacteris sobre la superfície de la Terra són aniquiliats per bacteriòfags.  Hi han 10 vegades més bacteriòfags que bacteris i, per tant, són ells els que ho controlen tot (recordeu el bloc anterior on parlava de la importància dels bacteris en el cos humà).

De fet, els bacteriòfags ja van ser usats fa 100 anys contra els bacteris, abans de que es descobrissin els antibiòtics.  Pfizer, per exemple, és una de les companyies farmacéutiques que en el seu moment els va estudiar com a terapia contra els bacteris. Avui en dia un institut de Georgia encara els usa i hi ha gent que hi acudeix quan no es troben antibiòtics eficaços com és el cas d'úlceres de peu en diabètics.  A diferència dels antibiòtics que són d'ampli espectre, els bacteriòfags són molt específics i només maten un tipus concret de bacteri.

De totes maneres, les autoritats no aprovaran tractaments amb bacteriòfags sense examinar-ne les conseqüències, ja que, amb la seva acció, els virus agafen ADN dels bacteris i l'incorporen i això pot presentar riscos.  Ara bé com que l'acció mortal dels bacteriòfags es porta a terme amb els enzims que produeixen, ara s'estan purificant aquests enzims lítics i s'estan assajant tractaments amb ells. El que fan els enzims es produir forats en les membranes dels bacteris i aquests moren instantàniament. Com que els enzims no destruixen teixit humà i són eliminats ràpidament del cos, es creu que el tractament és segur.  Els enzims han estat ja provats en diversos tipus d'infeccions en animals amb resultats sorprenents per la seva eficàcia.  El problema és la seva especificitat, un enzim diferent per a cada infecció. Les companyies farmacéutiques voldrien un enzim que servís per diverses malalties.  Ara ja s'han desenvolupat enzims de més ampli espectre, però, clar, aleshores maten els bacteris bons també i això és un problema.

Els científics han desenvolupat un enzim que mata l'àntrax.  En cas d'un atac terrorista amb àntrax es tardaria molt en descontaminar la zona perquè les espores són molt resistents i s'han d'usar materials corrosius. Amb el nou bacteriòfag es poden matar el 99.99 per cent de les espores en 20 minuts.

La pregunta és si els bacteris poden fer-se resistents a aquests enzims. Sembla que per la manera com actuen aquests enzims sobre parts dels bacteris que aquests no poden canviar no és fàcil que això passi, però, clar, no es pot garantir.

La companyia americana ContraFect, que ha estat estudiant els bacteriòfags durant 10 anys, portarà a terme aquest any la primera prova d'aquests enzims amb humans amb un enzim anomenat CF-301 contra l'estafilococus aureus.