La statistica degli eventi improbabili spiegata a Oliver Ottobre 12, 2008
Inviato da Marco in : Divulgazione, Fisica, Scienza con Oliver, Scienza e dintorni , 11 commentiDa qualche giorno Oliver mi guarda in cagnesco. In teoria non dovrebbe essere un problema, perché Oliver è a tutti gli effetti un cane. Il punto è che Oliver ha passato i suoi primi mesi di vita con una gatta, e questo lo ha piuttosto “felinizzato”. Chiariamoci, è sempre incredibilmente lineare, fedele e scemotto come un cane. Però saltella come un gatto quando caccia, e guarda in cagnesco solo in due casi: vuole assolutamente giocare a “tirami l’osso ed io ringhio feroce”, oppure è preoccupato. Le preoccupazioni di Oliver comprendono l’eccessiva vicinanza di qualcuno alla sua ciotola, un infante nella sua cuccia, o la sparizione di uno dei padroni per più di cinque minuti. Ma oggi sembra esserci qualcosa di nuovo. “Cosa c’è? Sputa il rospo!” “Non mangio rospi da quella gita in montagna…” “Uff” “Beh, anche se sono un cane a volte ascolto quello che si dice in giro. Tu stai costruendo un macchinone che ci ucciderà tutti. Si, insomma, quell’acceleratore elleaccacci a cui lavori, dicono che potrebbe distruggere il mondo con un buco nero o con qualche altra terribile cosa… ” (Oliver è un cane pavido) “… puoi garantirmi che la cosa è sicura, che non c’è pericolo?”.
Ahi ahi ahi, come faccio questa volta? Con il bosone di Higgs me l’ero cavata con la storia della melassa, ma questa volta mi tocca tirare in ballo la statistica, e statistica vuol dire numeri: Oliver sa contare, ma non gli piace farlo. Vabbé, proviamo.
Allora, Oliver, ascolta, ci sono due cose importanti che devi cercare di capire (Oliver assume la sua consueta faccia concentrata). La prima è questa: la scienza non può garantire nulla in modo assoluto. Non può dire “mai”, o “sempre” (lampo di terrore negli occhi di Oliver. Io continuo imperterrito). Per esempio, nella vita comune diciamo che la tua razione si pappa quotidiana (di nuovo rilassato e attento, conosco il mio pollo!) pesa 400 grammi. In realtà il massimo che la scienza può dire è che - con una certa probabilità - il peso della tua pappa è contenuto in un intervallo centrato sul valore di 400 grammi; intervallo che ha una larghezza che dipende da tanti fattori, ma principalmente dalla bilancia che abbiamo usato per pesare la pappa. Nella vita quotidiana questo intervallo è sufficientemente piccolo rispetto al peso totale della tua pappa, e finisce che ce ne dimentichiamo e usiamo solo il valore centrale. Allo stesso modo, la scienza non può mai dire che un avvenimento non avverrà mai, perché sappiamo solo calcolare la probabilità di un avvenimento (e in certi casi non ne siamo neanche capaci, ma di questo parliamo dopo). Tu capisci che cosa è la probabilità di un avvenimento, vero?
Se dico che hai il 50% di probabilità che io ti dia un biscotto ogni volta che usciamo in passeggiata, vuol dire che riceverai in media un biscotto ogni due passeggiate. E siccome usciamo in passeggiata due volte al giorno, in un anno riceverai in media 365 biscotti. Ma magari non proprio uno al giorno, che un giorno potresti riceverne due (Oliver sbava) e un altro nessuno (tristezza negli occhi). Adesso diciamo - ma solo per scherzo, eh! - che la probabilità che io ti dia un biscotto durante una passeggiata sia 
(Oliver - che conosce bene la notazione esponenziale - impallidisce, lo vedo persino sotto il pelo): cosa vorrebbe dire? “Un cane salsiccio meticcio longevo come me ha un’aspettativa di vita di 20 anni: se conto due passeggiate al giorno fanno 7300 passeggiate nella vita: non avrei mai nessun biscotto. E nemmeno se uscissi dieci volte al giorno!”. Beh, sono sicuro che adesso capisci: questa è la migliore definizione di “mai” che la scienza possa dare! Un evento estremamente improbabile ha una probabilità piccolissima, sebbene diversa da zero: l’inverso della probabilità ti dice quante volte dovresti “tirare il dado” (o uscire in passeggiata, o far sbattere un protone contro l’altro) per far avvenire almeno una volta (in media) quell’evento. Se questo numero è enormemente più grande delle tue possibilità di tirare il dado (o di uscire in passeggiata nella tua vita, o di far sbattere un protone contro l’altro nell’arco della vita di tutto l’Universo), allora puoi rilassarti e dirti che l’evento non avverrà “mai”. Pur continuando ad essere (pochissimamente) probabile!
Rincariamo la dose: esiste una probabilità che io e te, adesso mentre passeggiamo, transitiamo per un fenomeno che si chiama tunnel quantistico nel centro della terra e moriamo di una morte orribile. Diciamo, approssimando, che la probabilità sia circa di 
. Il suo inverso, contato in numero di interazioni tra atomi, è maggiore (e di molto!) dell’età dell’universo. E infatti nessun uomo e nessun cane si preoccupa che un tale evento possa accadere!
Ma qui arriva la seconda cosa di cui ti devo parlare. I biscotti in passeggiata o il tunnel quantistico degli atomi sono eventi che conosciamo e abbiamo osservato: sappiamo calcolarne la probabilità. Ma come facciamo per gli eventi che non sono mai accaduti? Come i buchi neri prodotti da LHC, o l’apparizione di draghi ferocissimi da un’altra dimensione nella tua cuccia quando vai a dormire? Semplice: non possiamo! Non è possibile calcolare una probabilità per un evento che non è mai accaduto. Quello che possiamo fare però è una cosa molto comune nella scienza: possiamo mettere dei limiti, ovvero possiamo dire che un certo evento mai osservato, se dovesse esiste, ha una probabilità di accadere inferiore a una certo valore. Come faccio il calcolo? Per esempio, potrei contare quante volte nella storia della terra i cani sono andati a dormire nella loro cuccia, e i draghi ferocissimi da un’altra dimensione non sono apparsi (perché no, stai tranquillo, per adesso non è mai accaduto). La probabilità dell’evento-draghi sarà inferiore all’inverso di questo numero. “Che è un numero grande!” - guaisce Oliver, che ormai ha capito l’antifona, dunque una probabilità piccola, dunque… E per esempio puoi calcolare quante interazioni tra due protoni di energia simile a quella delle collisioni di LHC sono avvenute in natura dall’inizio dell’universo: è di nuovo un numero molto grande. E siccome non abbiamo avuto buchi neri catastrofici o draghi che abbiano inghiottito l’universo, puoi mettere un limite superiore alla probabilità di questi eventi, e confrontarla con il numero di collisioni che avverranno a LHC. Che è la migliore approssimazione di “non accadrà mai a LHC” che puoi dare. Soddisfatto?
Oliver sembra decisamente più sereno di quando siamo usciti di casa. Di colpo si ferma, si siede e gonfia il petto: “Se dovessimo finire nel centro della terra per quel tunnel-quanto-non-mi-ricordo-bene, io sarei fiero di morire al tuo fianco! Posso avere un biscotto, adesso?”.
Luccicante, argentato e con un logo di frutta Ottobre 8, 2008
Inviato da Marco in : Geek attitude, Life hacking , 32 commenti
Chi mi conosce di persona sa che sono un tipo piuttosto ordinato. Diciamo che di solito assomiglio al coinquilino efficiente che tutti vorrebbero avere (metto a posto persino dentro il frigo, o lascio dei post-it al me stesso del futuro per le situazioni critiche, tipo: se, in occasione di un controllo fiscale a sorpresa, stai cercando qui le fatture delle piastrelle del bagno comprate nel 2003, sappi che le hai spostate nel folder con le dichiarazioni dei redditi del 2004 a causa delle deduzione dell’IRPEF. Tuo, Marco ‘04), e se sono molto stanco rasento invece l’ossessivo compulsivo.
Chi mi conosce bene sa anche che nemmeno troppo in fondo sono un geek (che dire nerd fa molto anni ottanta, occhialoni con lo scotch e disadattamento sociale, e per fortuna ho superato quello stadio - il disadattamento e gli anni ottanta - in seconda media ), dunque sto leggendo con avidità la serie Decluttering for Geeks. Che ci prende dannatamente bene, perlomeno per quanto riguarda i computer. In particolare è qualche giorno che rimugino su questo passaggio:
Come la matematica e la ginnastica femminile, l’autocostruzione di computer è un gioco da giovani. Sebbene il vero fanatico potrebbe mantenere questo hobby per decenni, il geek tipico di solito si stufa intorno ai 30 anni. Di colpo la risoluzione di problemi di surriscaldamento o la ricerca affannosa di driver misteriosi sulla rete diventa… meno divertente. Il punto è che hai raggiunto l’età in cui il tempo comincia a significare denaro. Forse è perché guadagni di più, o forse perché inizi a sentire la gelida mano della morte avvicinarsi. In entrambi i casi, la smetti. Ti compri un Computer Di Marca, possibilmente uno che sia luccicante, argentato e con un logo di frutta. All’inizio ti senti colpevole, persino sporco. Poi ti passa.
Acc. E’ tutto vero. L’ultima volta che ho dovuto ricompilare un modulo per il kernel del mio laptop, ecco, lo ammetto, mi è sembrata proprio una perdita di tempo. Persino una scocciatura. E in effetti ho passato la trentina. E il mio portatile attuale sta per tirare le cuoia. E non userò mai sistemi operativi sviluppati dalle parti di Redmond. E voglio un sistema UNIX. Non mi sembra di avere molte alternative, e la tentazione cresce. Anche se mi sento gia un po’ colpevole. Poi mi passerà, spero.
La simmetria è rotta Ottobre 7, 2008
Inviato da Marco in : Fisica , 20 commentiSono stati appena assegnati i premi Nobel 2008 per la fisica, che per la gioia degli astanti vanno a tre teorici legati alla fisica delle particelle: Yoichiro Nambu, Makoto Kobayashi e Toshihide Maskawa. Il tema di fondo che giustifica l’attribuzione del premio è la rottura di simmetria: Nambu prendere mezzo premio per…
la scoperta del meccanismo di rottura spontanea della simmetria nella fisica subatomica
Kobayashi e Maskawa invece per…
la scoperta dell’origine della simmetria rotta che predice l’esistenza di almeno tre famiglie di quark
Allora, volendo fare della dietrologia a buon mercato (tralasciando il fatto che i tre sono giapponesi o di origine giapponese), uno potrebbe anche chiedersi: perché a Nambu e non a Goldstone? E soprattutto, perché a
Per i non fisici a cui questi nomi dicono poco o niente, consiglio la lettura delle infomazioni per il pubblico (solo in inglese, sorry anche in italiano, grazie a Abro) che sembrano una bella introduzione alla questione della rottura di simmetria.
Update: scusate, non resisto. Lo so che non è serio neanche un po’, ma Iacca è una genio! 
Update serio: Amedei Balbi ha una discussione piuttosto plausibile dell’escusione di Cabibbo.
Politiche per ricerca e università: arrivano i conti Ottobre 3, 2008
Inviato da Marco in : Militanza, Politiche della ricerca, Scienza e dintorni , 44 commentiSono iscritto alla mailing list dell’Osservatorio Ricerca. Il messaggio di ieri contiene un simpatico resoconto delle politiche per la ricerca dell’attuale governo italiano. Eccolo in versione quasi integrale; grassetti e faccine sono miei, giusto per dire che cosa mi sembra più grave, nella desolazione generale…
Le politiche Berlusconi-Tremonti-Brunetta-Gelmini su Università e Ricerca presentano il conto al paese e determinano una prospettiva di futuro per l’Italia fuori dagli accordi di Lisbona, ossia fuori dalla strategia europea che ha individuato nella conoscenza il fulcro centrale del nuovo sviluppo sociale.
Riportiamo di seguito la lista dei drammatici interventi del Governo (era difficile prevedere in così pochi mesi la messa in atto di un progetto così disastroso, privo di qualunque indirizzo proveniente da una seria valutazione del sistema Università e Ricerca e senza nessuna trasparenza e confronto):
1) Il finanziamento dell’abolizione dell’ICI sulla prima casa per le famiglie con redditi alti (per quelle con bassi redditi era già stata abolita dalla finanziaria 2008 del Governo Prodi), si basa tra gli altri sul decreto legge n. 93/2008 che ridurrà ogni anno (fino al 2013) di 467 milioni di euro il fondo statale di finanziamento ordinario delle università (taglio del 6% totale del fondo che però grava essenzialmente sulla parte comprimibile (13%): manutenzioni, utenze, etc);
2) la legge n. 133/08 comporta una riduzione del turn-over al 20% per le università (su 5 che vanno in pensione 1 solo verrà assunto) nel periodo 2009-2013 con la seguente riduzione di finanziamento (-64 milioni-euro nel 2009, -190 milioni-euro nel 2010, -316 milioni-euro nel 2011, -417 milioni-euro nel 2012, -455 milioni-euro nel 2013). Per gli EPR si avrà una riduzione del 20% nel 2009 mentre dal 2010 al 2013 ogni unità di personale che esce potrà essere sostituita da una sola unità personale in entrata e non in base al valore economico “liberato” (un dirigente di ricerca libera un valore economico che corrisponde a più unità di personale al primo impiego).
Sommando i soli tagli all’università provenienti da ICI e turn-over si ha che nel quinquennio 2009-2013 ci sarà una riduzione di quasi 4 miliardi di euro … [snip]
3) Nella legge n. 133/08 viene inserita una norma che concede la possibilità alle università italiane di trasformarsi in fondazioni private. Sono del tutto evidenti i rischi per l’autonomia degli atenei e dei docenti oltre che per quei settori e ambiti di ricerca che non sono appetibili sul piano economico.
Di fatto il combinato disposto taglio indiscriminato delle risorse e possibilità di trasformazione in fondazione privata rischia di modificare il sistema universitario nazionale in un sistema di formazione estremamente debole e con accessi differenziati in base al censo. Inoltre, senza alcun riferimento alla valutazione si selezioneranno le sedi universitarie non sulla base del loro valore didattico e scientifico ma in ragione della diversità del contesto socio economico in cui operano.
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4) la legge 133/2008 prevede, anche per gli enti di ricerca come per le altre amministrazioni dello Stato, una riduzione della pianta organica pari almeno al 10%: questo implica per quegli enti che hanno la pianta organica al completo un gravissimo problema di blocco, aggiuntivo a quello del turn-over.
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Il quadro che emerge è chiarissimo:
- Tagli economici insopportabili per un settore già in grave sofferenza e del tutto sottovalutato rispetto a quanto sta succedendo nel resto del mondo negli ultimi 15 anni. Tagli oltretutto del tutto indiscriminati, alla faccia di tutte le discussioni su merito e promozione delle eccellenze.
- Abbandono delle risorse più pregiate di cui un paese oggi può godere: i giovani di talento nella ricerca scientifica. Non è un caso che in tutto il mondo i nostri giovani trovino rapidamente collocazione e si inseriscano a livelli qualificati.
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Come suggerisce Tommaso, lo scienziato è una specie in via di estinzione in Italia. Adieu.
Giungla d’asfalto Ottobre 3, 2008
Inviato da Marco in : Vita di frontiera , 14 commentiIl tragitto da casa al CERN dura esattamente quanto l’ascolto di Jungleland, traffico compreso. Non male per uno che ha pendolato per quattro anni tra Torino e Milano… “just a look and a whisper, and they’re gone…”