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Obtiuário: Robert Lee Zimmerman

Bob foi meu primeiro orientador (de Iniciação Cientítica) e foi muito importante na minha formação e estímulo para continuar na Física.
De Sergio Mascarenhas:
Robert Lee Zimmerman, físico, cientista multidisdisciplinar e educador, faleceu em maio, quando voando em seu monomotor nos EE.UU, sofreu um acidente fatal. Bob , como era conhecido por todos, com um PhD  em física pelo MIT, veio jovem para o Brasil onde foi uma figura excepcionalmente importante para o nosso desenvolvimento científico, tendo atuado em várias instituições como o Instituto de Física da USP, São Carlos, a FFCLRP da USP de Ribeirão Preto, o ITA em S.José dos Campos e o IPEN em S. Paulo, além de ter prestado inúmeras colaborações a muitas outras instituições no Brasil e no exterior representando o Brasil . Querido e admirado por colegas pesquisadores, alunos e por todos que o conheceram, Bob será sempre lembrado pela sua excepcional criatividade e personalidade carinhosa e entusiástica não apenas pela ciência mas pela música, esportes e sua grande paixão de voar pelo mundo afora. Tenho pessoalmente, como seu companheiro e admirador, enorme dívida para com Bob que, durante mais de 50 anos, exemplificou para mim com seu convívio, a arte não apenas da ciência, mas a sua plenitude de amor pela vida. Resta o consolo de dizermos, embora tristes, que faleceu da maneira como gostava de viver! Obrigado e adeus querido Bob, vá voar agora na eterna companhia dos anjos alados !

Sérgio Mascarenhas
Instituto de Estudos  Avançados, USP, São Carlos.


Multiverso e Ajuste Fino: o que ler?

mUltiverseCut and paste do ótimo post de Luke Barnes: 

What to Read: The Fine-Tuning of the Universe for Intelligent life

I’ve spent a lot of time critiquing articles on the fine-tuning of the universe for intelligent life. I should really give the other side of the story. Below are some of the good ones, ranging from popular level books to technical articles. I’ve given my recommendations for popular cosmology books here.

Books – Popular-level

  • Just Six Numbers, Martin Rees – Highly recommended, with a strong focus on cosmology and astrophysics, as you’d expect from the Astronomer Royal. Rees gives a clear exposition of modern cosmology, including inflation, and ends up giving a cogent defence of the multiverse.
  • The Goldilocks Enigma, Paul Davies – Davies is an excellent writer and has long been an important contributor to this field. His discussion of the physics is very good, and includes a description of the Higgs mechanism. When he strays into metaphysics, he is thorough and thoughtful, even when he is defending conclusions that I don’t agree with.
  • The Cosmic Landscape: String Theory and the Illusion of Intelligent Design, Leonard Susskind – I’ve reviewed this book in detail in a previous blog posts. Highly recommended. I can also recommend his many lectures on YouTube.
  • Constants of Nature, John Barrow – A discussion of the physics behind the constants of nature. An excellent presentation of modern physics, cosmology and their relationship to mathematics, which includes a chapter on the anthropic principle and a discussion of the multiverse.
  • Cosmology: The Science of the Universe, Edward Harrison – My favouritecosmology introduction. The entire book is worth reading, not least the sections on life in the universe and the multiverse.
  • At Home in the Universe, John Wheeler – A thoughtful and wonderfully written collection of essays, some of which touch on matters anthropic.

I haven’t read Brian Greene’s book on the multiverse but I’ve read his other books and they’re excellent. Stephen Hawking discusses fine-tuning in A Brief History of Time and the Grand Design. As usual, read anything by Sean Carroll, Frank Wilczek, and Alex Vilenkin.

Books – Advanced

  • The Cosmological Anthropic Principle, Barrow and Tipler – still the standard in the field. Even if you can’t follow the equations in the middle chapters, it’s still worth a read as the discussion is quite clear. Gets a bit speculative in the final chapters, but its fairly obvious where to apply your grain of salt.
  • Universe or Multiverse (Edited by Bernard Carr) – the new standard. A great collection of papers by most of the experts in the field. Special mention goes to the papers by Weinberg, Wilczek, Aguirre, and Hogan.

Scientific Review Articles

The field of fine-tuning grew out of the so-called “Large numbers hypothesis” of Paul Dirac, which is owes a lot to Weyl and is further discussed by Eddington, Gamow and others. These discussions evolve into fine-tuning when Dicke explains them using the anthropic principle. Dicke’s method is examined and expanded in these classic papers of the field:

A number of papers, while not discussing fine-tuning, are very relevant as they discuss how the macroscopic universe depends on the values of fundamental constants. Here are a few good examples.

Here are a few good review papers, arranged in order of increasing technical level.

Technical scientific articles

Here are some of the papers that have performed detailed calculations of specific fine-tuning cases, in chronological order.

Particle Physics Parameters

Cosmology Parameters

Philosophical articles and books

  • Issues in the Philosophy of Cosmology, Ellis (2006). An excellent review of some of the philosophical issues raised by modern cosmology, including fine-tuning. See also “Philosophy of Cosmology” by Chris Smeenk.
  • Universes, John Leslie – A tremendously clear exposition of what conclusions we can and should draw from fine tuning. Leslie loves a good analogy, and his choice of illustration is almost always excellent. Another must read.

Part of the reason why the fine-tuning of the universe for life is of such interest to philosophers is that it is often used as a premise in an argument for the existence of God.  A lot of the literature on the fine-tuning argument, pro and con, misses the mark by a large margin, in my opinion. Here are three of the best expositions of this argument.

Unsurprisingly, such claims have not gone unchallenged. Here are some of the best responses.

  • Does the Universe Need God?, Sean Carroll (2012) – A good, if brief, response to the arguments above. I recently presented fine-tuning with Carroll in the audience and he gave some good comments. I wouldn’t mind seeing him give an extended response.
  • See also the books by Leonard Susskind and Alex Vilenkin (and, though I haven’t read them, Brian Greene and Stephen Hawking) for a defence of the multiverse as the correct explanation for fine-tuning.
  • Probabilities and the Fine‐Tuning Argument: a Sceptical View, McGrew, McGrew and Vestrup – A critique of the fine-tuning argument for the existence of God based on skepticism as to the applicability of probabilities to hypothetical universes. At least two of the authors are theists. See also this paper by Bradley Monton (though I don’t think that the “old evidence” problem exists for Bayesian theories of probability.)

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The Scientist

Uma defesa secular para criação intencional do universo

What is the purpose of the Universe? Here is one possible answer.

A Secular Case for Intentional Creation

By Clay Farris Naff | November 18, 2011 |  Comments21

Scientific American Blog

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“Does aught befall you? It is good. It is part of the destiny of the Universe ordained for you from the beginning.”

– Marcus Aurelius, Stoic Philosopher and Emperor of Rome, in Meditations, circa 170 CE

“’He said that, did he? … Well, you can tell him from me, he’s an ass!”

– Bertie Wooster, fictional P.G. Wodehouse character, in The Mating Season, 1949

People have been arguing about the fundamental nature of existence since, well, since people existed. Having lost exclusive claim to tools, culture, and self, one of the few remaining distinctions of our species is that we can argue about the fundamental nature of existence.

There are, however, two sets of people who want to shut the argument down. One is the drearily familiar set of religious fundamentalists. The other is the shiny new set of atheists who claim that science demonstrates beyond reasonable doubt that our existence is accidental, purposeless, and doomed. My intent is to show that both are wrong.

I do not mean to imply a false equivalence here. Concerning the fundamentalist position, my work is done. Claims of a six-day Creation, a 6,000-year-old Earth, a global flood, and so forth have been demolished by science. It has not only amassed evidence against particular claims but has discovered laws of nature that exclude whole classes of claims. To the extent we can be certain about anything, we can rest assured that all supernatural claims are false.

The “New Atheist” position, by contrast, demands serious consideration. It has every advantage that science can provide, yet it overreaches for its conclusion. The trouble with the “New Atheist” position, as defined above, is this: it commits the fallacy of the excluded middle. I will explain.

But first, if you’ll pardon a brief diversion, I feel the need to hoist my flag. You may have inferred that I am a liberal religionist, attempting to unite the scientific narrative with some metaphorical interpretation of my creed. That is not so.

I am a secular humanist who is agnostic about many things — string theory, Many Worlds, the Theo-logical chances of a World Series win for the Cubs  – but the existence of a supernatural deity is not among them. What’s more, I am one of the lucky ones: I never struggled to let go of God. My parents put religion behind them before I was born.

I tell you this not to boast but in hopes that you’ll take in my argument through fresh eyes. The science-religion debate has bogged down in trench warfare, and anyone foolhardy enough to leap into the middle risks getting cut down with no questions asked. But here goes. Read more [+]

Paper saindo do forno: Critical avalanches and subsampling in map-based neural networks coupled with noisy synapses

Phys. Rev. E 88, 024701 (2013) [5 pages]

Critical avalanches and subsampling in map-based neural networks coupled with noisy synapses

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M. Girardi-Schappo1, O. Kinouchi2,3, and M. H. R. Tragtenberg1,*
1Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Catarina, 88040-900, Florianópolis, Santa Catarina, Brazil
2Departamento de Física, FFCLRP, Universidade de São Paulo, 14040-900, Ribeirão Preto, São Paulo, Brazil
3Center for Natural and Artificial Information Processing Systems, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil

Received 23 August 2012; revised 29 May 2013; published 27 August 2013

Many different kinds of noise are experimentally observed in the brain. Among them, we study a model of noisy chemical synapse and obtain critical avalanches for the spatiotemporal activity of the neural network. Neurons and synapses are modeled by dynamical maps. We discuss the relevant neuronal and synaptic properties to achieve the critical state. We verify that networks of functionally excitable neurons with fast synapses present power-law avalanches, due to rebound spiking dynamics. We also discuss the measuring of neuronal avalanches by subsampling our data, shedding light on the experimental search for self-organized criticality in neural networks.

©2013 American Physical Society


O martelo e a pena para aula de Física I

Tarefa a fazer: elaborar um crackpot index para conspiracionistas

The Crackpot Index

John Baez


A simple method for rating potentially revolutionary contributions to physics:

  1. A -5 point starting credit. 
  2. 1 point for every statement that is widely agreed on to be false. 
  3. 2 points for every statement that is clearly vacuous. 
  4. 3 points for every statement that is logically inconsistent. 
  5. 5 points for each such statement that is adhered to despite careful correction. Read more [+]

Estatísticas Musicais para aula de Estatística Aplicada II para Psicologia

12/08/2013 – 03h07

Estudo mostra que maioria das pessoas escuta sempre as mesmas músicas


Ouvir o texto

A opção de ouvir toda e qualquer música nova está a um toque na tela. E você vai sempre escolher aquelas mesmas velhas canções.

Quem crava qual será a sua seleção são os autores de um estudo feito na Universidade de Washington sobre o poder da familiaridade na escolha musical.

A pesquisa foi feita com mais de 900 universitários, autodeclarados apreciadores de novos sons. Pelo menos foi isso o que disseram em questionários prévios. Curiosamente, o lado B dos participantes apareceu quando foram confrontados com escolhas reais entre pares de músicas. A maioria optou por aquelas que tinha ouvido mais vezes.

Ouvir sempre a mesma música não é falta de opção ou imaginação. Segundo o coordenador do laboratório de neuromarketing da Fundação Getulio Vargas de São Paulo, Carlos Augustos Costa, é coisa da sua cabeça.

“O cérebro não gosta de nada complicado. Se você ouve um som novo, tem de parar para entender, mas se a música tem padrões familiares, é sopa no mel: você decide imediatamente ouvi-la.”

Familiar é um padrão musical que a pessoa sabe reconhecer ou um estilo associado a memórias positivas.

“A música que você já conhece tem um valor emocional enorme. Cada vez que você a ouve, a associa a uma sensação de prazer e, quanto mais ouve, mais reforça essa associação”, diz a neurocientista e colunista da Folha Suzana Herculano-Houzel.

Editoria de arte/Folhapress
As dez músicas mais lucrativas, nacionais e internacionais
As dez músicas mais lucrativas, nacionais e internacionais

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images1Em homenagem à minha mãe, falecida dia primeiro de agosto passado. Em duas versões, uma para meus amigos religiosos, e outra para meus amigos ateus.  A figura se refere ao conceito de mãe da década de 1960-70, quando eu era criança. Acho que, hoje, eu incorporo para meus filhos algumas perguntas que eram da mãe. Ou não?

Para Sempre

Carlos Drummond de Andrade

Por que Deus (o Acaso) permite
que as mães vão-se embora?
Mãe não tem limite,
é tempo sem hora,
luz que não apaga
quando sopra o vento
e chuva desaba,
veludo escondido
na pele enrugada,
água pura, ar puro,
puro pensamento.

Morrer acontece

com o que é breve

e passa sem deixar vestígio. 

Mãe, na sua graça, é eternidade.

Por que Deus (o Acaso) se lembra
– mistério profundo –
de tirá-la um dia?
Fosse eu Rei do Mundo,
baixava uma lei:
Mãe não morre nunca,
mãe ficará sempre
junto de seu filho
e ele, velho embora,
será pequenino
feito grão de milho.

Quien habla solo espera hablar a Dios un día

Via Nestor Caticha:

Quien habla solo espera hablar a Dios un día

(Sevilla, España, 1875-Collioure, Francia, 1939)


Mi infancia son recuerdos de un patio de Sevilla,
y un huerto claro donde madura el limonero;
mi juventud, veinte años en tierras de Castilla;
mi historia, algunos casos de recordar no quiero.

Ni un seductor Mañara, ni un Bradomín he sido
-ya conocéis mi torpe aliño indumentario-,
mas recibí la flecha que me asignó Cupido,
y amé cuanto ellas puedan tener de hospitalario.

Hay en mis venas gotas de sangre jacobina,
pero mi verso brota de manantial sereno;
y más que un hombre al uso que sabe su doctrina
soy, en el buen sentido de la palabra, bueno.

Desdeño las romanzas de los tenores huecos
y el coro de los grillos que cantan a la luna.
A distinguir me paro las voces de los ecos,
y escucho solamente, entre las voces, una.

Converso con el hombre que siempre va conmigo
-quien habla solo espera hablar a Dios un día-
mi soliloquio es plática con este buen amigo
que me enseñó el secreto de la filantropía.

Y al cabo, nada os debo; me debéis cuanto escribo,
a mi trabajo acudo, con mi dinero pago
el traje que me cubre y la mansión que habito,
el pan que me alimenta y el lecho en donde yago.

Y cuando llegue el día del último viaje,
y esté al partir la nave que nunca ha de tornar
me encontraréis a bordo ligero de equipaje,
casi desnudo, como los hijos de la mar.

Mas agora teríamos que burilar o poema a partir desse ponto.  Ou seja, o Google Tradutor apenas sugere mudanças, aplica ruido no poema original. Agora, a partir daqui, teríamos que reelaborar o poema.
Ou seja, será que, se eu parto de um bom poema como condição inicial, eu posso obter um poema ainda melhor?
Do GOOGLE TRADUTOR (Sete  iterações) + adequação poética minha:


Lembranças de infância, um pátio em Sevilha,
Um pomar claro com um limoeiro a madurar;
Minha juventude, 20 anos na terra de Castilha;
Minha história, casos que já não quero lembrar.

Não sou um Manara, ou um grande sedutor
Estranhas roupas, não sei de onde vieram
Mas do Cupido a assinalada seta do amor,
Eu recebi, e amei, a quantas me acolheram.

O sangue em minhas veias procura certa rima
Mas, em meus versos, a primavera corre serena;
Mais que um homem que sabe sua doutrina,
Sinto, no bom sentido, o amor em quarentena.

Ocos tenores, cantando alto pelas videiras
O coro dos grilos se elevando para a Lua.
Distinguir os ecos das vozes verdadeiras,
Simplesmente ouvir a voz que é a sua.

Eu falo com aquele que sempre está comigo,
Quem fala sozinho quer falar com Deus um dia;
O solilóquio é minha conversação com esse amigo
Ele que me ensinou o segredo da filantropia.

Afinal de contas, nada devo enquanto escrevo,
Vou para meu trabalho e para meu salário,
A casa em que habito, a roupa que manejo,
O pão que me  alimenta, a cama, o armário.

E quando chegar o dia último desta viagem,
A partir o navio do qual é impossível escapar;
Acho que a bordo, com bem pouca bagagem,
Estarei quase nu, como as crianças do mar.

Nosso universo vai congelar como uma cerveja super-resfriada…


Finding the Higgs? Good news. Finding its mass? Not so good.

“Fireballs of doom” from a quantum phase change would wipe out present Universe.

by  – Feb 19 2013, 8:55pm HB

A collision in the LHC’s CMS detector.

Ohio State’s Christopher Hill joked he was showing scenes of an impending i-Product launch, and it was easy to believe him: young people were setting up mats in a hallway, ready to spend the night to secure a space in line for the big reveal. Except the date was July 3 and the location was CERN—where the discovery of the Higgs boson would be announced the next day.

It’s clear the LHC worked as intended and has definitively identified a Higgs-like particle. Hill put the chance of the ATLAS detector having registered a statistical fluke at less than 10-11, and he noted that wasn’t even considering the data generated by its partner, the CMS detector. But is it really the one-and-only Higgs and, if so, what does that mean? Hill was part of a panel that discussed those questions at the meeting of the American Association for the Advancement of Science.

As theorist Joe Lykken of Fermilab pointed out, the answers matter. If current results hold up, they indicate the Universe is currently inhabiting what’s called a false quantum vacuum. If it were ever to reach the real one, its existing structures (including us), would go away in what Lykken called “fireballs of doom.”

We’ll look at the less depressing stuff first, shall we?

Zeroing in on the Higgs

Thanks to the Standard Model, we were able to make some very specific predictions about the Higgs. These include the frequency with which it will decay via different pathways: two gamma-rays, two Z bosons (which further decay to four muons), etc. We can also predict the frequency of similar looking events that would occur if there were no Higgs. We can then scan each of the decay pathways (called channels), looking for energies where there is an excess of events, or bump. Bumps have shown up in several channels in roughly the same place in both CMS and ATLAS, which is why we know there’s a new particle.

But we still don’t know precisely what particle it is. The Standard Model Higgs should have a couple of properties: it should be scalar and should have a spin of zero. According to Hill, the new particle is almost certainly scalar; he showed a graph where the alternative, pseudoscalar, was nearly ruled out. Right now, spin is less clearly defined. It’s likely to be zero, but we haven’t yet ruled out a spin of two. So far, so Higgs-like.

The Higgs is the particle form of a quantum field that pervades our Universe (it’s a single quantum of the field), providing other particles with mass. In order to do that, its interactions with other particles vary—particles are heavier if they have stronger interactions with the Higgs. So, teams at CERN are sifting through the LHC data, checking for the strengths of these interactions. So far, with a few exceptions, the new particle is acting like the Higgs, although the error bars on these measurements are rather large.

As we said above, the Higgs is detected in a number of channels and each of them produces an independent estimate of its mass (along with an estimated error). As of the data Hill showed, not all of these estimates had converged on the same value, although they were all consistent within the given errors. These can also be combined mathematically for a single estimate, with each of the two detectors producing a value. So far, these overall estimates are quite close: CMS has the particle at 125.8GeV, Atlas at 125.2GeV. Again, the error bars on these values overlap.

Oops, there goes the Universe

That specific mass may seem fairly trivial—if it were 130GeV, would you care? Lykken made the argument you probably should. But he took some time to build to that.

Lykken pointed out, as the measurements mentioned above get more precise, we may find the Higgs isn’t decaying at precisely the rates we expect it to. This may be because we have some details of the Standard Model wrong. Or, it could be a sign the Higgs is also decaying into some particles we don’t know about—particles that are dark matter candidates would be a prime choice. The behavior of the Higgs might also provide some indication of why there’s such a large excess of matter in the Universe.

But much of Lykken’s talk focused on the mass. As we mentioned above, the Higgs field pervades the entire Universe; the vacuum of space is filled with it. And, with a value for the Higgs mass, we can start looking into the properties of the Higgs filed and thus the vacuum itself. “When we do this calculation,” Lykken said, “we get a nasty surprise.”

It turns out we’re not living in a stable vacuum. Eventually, the Universe will reach a point where the contents of the vacuum are the lowest energy possible, which means it will reach the most stable state possible. The mass of the Higgs tells us we’re not there yet, but are stuck in a metastable state at a somewhat higher energy. That means the Universe will be looking for an excuse to undergo a phase transition and enter the lower state.

What would that transition look like? In Lykken’s words, again, “fireballs of doom will form spontaneously and destroy the Universe.” Since the change would alter the very fabric of the Universe, anything embedded in that fabric—galaxies, planets, us—would be trashed during the transition. When an audience member asked “Are the fireballs of doom like ice-9?” Lykken replied, “They’re even worse than that.”

Lykken offered a couple of reasons for hope. He noted the outcome of these calculations is extremely sensitive to the values involved. Simply shifting the top quark’s mass by two percent to a value that’s still within the error bars of most measurements, would make for a far more stable Universe.

And then there’s supersymmetry. The news for supersymmetry out of the LHC has generally been negative, as various models with low-mass particles have been ruled out by the existing data (we’ll have more on that shortly). But supersymmetry actually predicts five Higgs particles. (Lykken noted this by showing a slide with five different photos of Higgs taken at various points in his career, in which he was “differing in mass and other properties, as happens to all of us.”) So, when the LHC starts up at higher energies in a couple of years, we’ll actually be looking for additional, heavier versions of the Higgs.

If those are found, then the destruction of our Universe would be permanently put on hold. “If you don’t like that fate of the Universe,” Lykken said, “root for supersymmetry”

Nerds e esportes: uma pesquisa estatística

Nerds são classicamente descritos como incapazes de praticar esportes. Isso é verdade? Você poderia se manifestar?

1) Você se considera nerd?

2) Você se considera sedentário?

3) Você pratica algum esporte? Qual?

4) Você tem alguma religião?

5) Em quem você votou na eleição  de 2010?

Outra discussão é a questão da onipresença do futebol no Brasil e no mundo. Me defino como Afutebolista, ou seja, alguém que não acredita que o futebol seja benéfico para a Humanidade, sendo contra a idolatria do futebol, que é uma verdadeira religião secular. Proponho as seguintes teses:

1) O espaço dado na mídia para o futebol é exagerado e alienante. Outros esportes são prejudicados por pouca cobertura, fora a questão de que tal espaço de mídia poderia ser usado para se discutir ciência e cultura.

2) O Futebol é uma religião secular, com seus extases dominicais, seus ídolos, seu fanatismo, o incentivo a superstições (amuletos, simpatias para ganhar a partida), sua violência intrínseca que gera dezenas de mortes por ano no Brasil e provocou até mesmo uma Guerra entre Honduras e El Salvador. Ou seja, na America Latina, nunca tivemos uma guerra de cunho religioso (a menos que se conte Canudos) mas tivemos uma guerra de cunho futebolístico.

3) A FIFA tem mais países membros do que a ONU. Tem mais seguidores que a Igreja Católica. É  machista pois não admite juízas nos jogos principais. É mais rica que a Igreja Católica e faz muito menos ação social que a mesma. Está envolvida em casos de corrupção bem maiores que o Banco do Vaticano.

4) O dinheiro gasto por pessoas pobres para ir no estadio pode ultrapassar o dízimo de seu salario.

5) Existe uma grande discriminação quando te perguntam qual o seu time e você diz que não gosta de futebol. Te olham mais estranho do que se você fosse ateu, afinal existem mais ateus no Brasil do que afutebolistas.

6) Se uma pessoa declarar-se afutéia, ou seja, que detesta o futebol, ela será discriminada e ficaria em ultimo lugar numa eleição para presidente, atrás dos ateus (afinal, já tivemos vários presidentes ateus, mas nenhum que detestasse o futebol).

7) O futebol envolve um desperdício enorme de recursos (haja visto a atual copado mundo no Brasil). A Africa do Sul reconhece hoje que a Copa não trouxe nada de permanente para o país, apenas o enriquecimento de empresas e políticos corruptos.

8) Não existe separação entre Estado e Futebol. Por que o dinheiro do meu imposto deve ser gasto nessa religião secular se eu acho que o futebol é pernicioso para a sociedade? Que haja um estado verdadeiramente laico, separação total entre Estado e Estádios, Governo Laico e Futebol.

9) As crianças são educadas desde cedo, vestindo camisa, etc, sem lhe serem dadas a opção de escolha do time. Nesse sentido, pais que forçam goela abaixo o futebol para os filhos são análogos a estupradores mentais pedófilos.

10) Quanto maior o QI, menos a pessoa gosta de futebol (ver os nerds). Logo, o futebol emburrece, e deveria ser substituído pelo xadrez como esporte nacional.

UPDATE: Para quem não entendeu, o texto é uma paródia…

O Paradoxo de Fermi e Caminhadas do Turista

International Journal of Astrobiology

Research Article

Slingshot dynamics for self-replicating probes and the effect on exploration timescales

Arwen Nicholsona1 c1 and Duncan Forgana1


a1 Scottish Universities Physics Alliance (SUPA), Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Blackford Hill, Edinburgh EH9 3HJ, UK




Interstellar probes can carry out slingshot manoeuvres around the stars they visit, gaining a boost in velocity by extracting energy from the star’s motion around the Galactic Centre. These manoeuvres carry little to no extra energy cost, and in previous work it has been shown that a single Voyager-like probe exploring the Galaxy does so 100 times faster when carrying out these slingshots than when navigating purely by powered flight (Forgan et al.2012). We expand on these results by repeating the experiment with self-replicating probes. The probes explore a box of stars representative of the local Solar neighbourhood, to investigate how self-replication affects exploration timescales when compared with a single non-replicating probe. We explore three different scenarios of probe behaviour: (i) standard powered flight to the nearest unvisited star (no slingshot techniques used), (ii) flight to the nearest unvisited star using slingshot techniques and (iii) flight to the next unvisited star that will give the maximum velocity boost under a slingshot trajectory. In all three scenarios, we find that as expected, using self-replicating probes greatly reduces the exploration time, by up to three orders of magnitude for scenarios (i) and (iii) and two orders of magnitude for (ii). The second case (i.e. nearest-star slingshots) remains the most time effective way to explore a population of stars. As the decision-making algorithms for the fleet are simple, unanticipated ‘race conditions’ among probes are set up, causing the exploration time of the final stars to become much longer than necessary. From the scaling of the probes’ performance with star number, we conclude that a fleet of self-replicating probes can indeed explore the Galaxy in a sufficiently short time to warrant the existence of the Fermi Paradox.

(Received April 02 2013)  (Accepted May 24 2013)


Como ser criativo na ciência?


A neurocientista Suzana Herculano-Houzel, 40, dedicou-se nos últimos anos a entender como o cérebro humano se tornou o que é. Seu trabalho a levou a ser a primeira brasileira convidada a falar no TED Global, famoso evento anual de conferências de curta duração que reúne convidados de várias áreas do conhecimento.

Herculano apresentará em sua fala de 15 minutos, nesta quarta, os resultados de suas pesquisas sobre como o cérebro humano chegou ao número incrivelmente alto de 86 bilhões de neurônios: o consumo de alimentos cozidos. “Entre os primatas, temos o maior cérebro sem sermos os maiores. Grandes primatas, com a sua dieta de comida crua, não possuem energia suficiente para sustentar um corpo enorme e um cérebro grande.”

Na entrevista, concedida por telefone, a professora do Instituto de Ciências Biomédicas da UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro) dispara críticas à cultura brasileira de pesquisa científica, “que não incentiva a originalidade e a diversidade de pensamento”, à pós graduação nacional, “muito fraca”, e ao programa de bolsas Ciência Sem Fronteiras, “do jeito que está, parece demagogia” e defende a profissionalização da carreira de cientista.

Luciana Whitaker/Folhapress
A neurocientista Suzana Herculano-Houzel, que irá falar no TED Global, em seu laboratório na UFRJ
A neurocientista Suzana Herculano-Houzel, que irá falar no TED Global, em seu laboratório na UFRJ

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Brasileiros = japoneses?

Foto: Meu filho Raphael Osame Kinouchi, loirinho descendente de japoneses…

Estava lendo os comentários internacionais de uma TED Talk quando me deparei com isso:

Nick Bikkal. Engraçado que tudo o que está assinalado em vermelho me parece extremamente familiar…

Eu sou um estrangeiro vivendo há 20 anos no Japão. Tenho 2 crianças no sistema escolar. No jardim de infância eu estava muito bem impressionado com os professores daqui. Eles passavam horas preparando as aulas do dia seguinte. Os professores realmente se importavam com seus alunos. Mais tarde, eu me tornei um pouco menos impressionado. Minha filha foi um dos poucos estudantes que ajudaram a obter que uma professora fosse expulsa porque ela mandava mensagens de texto enquanto dava aulas.

Crianças nessa idade começam a ir para os Juku, cursinhos. Eles são BIG BUSINESS aqui. Suspiro! Nos níveis HS JHS as crianças continuam indo aos  Jukus, para que possam passar por um teste para que eles possam entrar em uma escola melhor na próxima nível

 O objetivo é chegar a uma das universidades renomadas. O objetivo das universidades é produzir um servidor público ou um empregado de uma empresa de nome como a Sony ou Panasonic, etc. Lá você acaba trabalhando muitas horas extras … nem sempre pagas.

O sistema é muito politizado. Não há moral, educação espiritual. (O “Senso comum”  japonês é algo que deve ser entendido aqui). Japoneses, como as pessoas têm visto especialmente nos esportes internacionais são muito nacionalistas. Eles não se preocupam tanto com os eventos. O que é importante é que se uma equipe representa seu país, eles devem ganhar. Suspiro.

Educação baseada em livro, regurgitando o que é dito pelo professor, memorização, etc, todos fazem parte da dieta de escolaridade. Conhecimento prático, pouco. O objetivo é o de ser um membro funcional da sociedade produtora de consumo. Depois de algumas gerações estudando Inglês, a língua internacional, relativamente poucos conseguiram domina-lo, e muito menos estão confiantes com o idioma. Ensinar é uma indústria de US $ 20 bilhões. É negócio. Eu quero vender meu livro e meu sistema de ensino a você.

É um país muito pacífico, que precisa de um novo paradigma. Eu gostaria que eles pudessem virar na direção do sistema finlandês. Tão popular aqui que o governo finlandês tem / tinha (?) Uma página de seu sistema de ensino em japonês. Qualquer que seja. É um trabalho em andamento, eu digo. 🙂

Planetas extra-solares, Kepler 62 e o Paradoxo de Fermi local

Conforme aumentam o número de planetas extra-solares descobertos, também aumentamos vínculos sobre as previsões do modelo de percolação galática (Paradoxo de Fermi Local).
A previsão é que, se assumirmos que Biosferas Meméticas (Biosferas culturais ou Tecnosferas) são um resultado provável de Biosferas Genéticas, então devemos estar dentro de uma região com pucos planetas habitáveis. Pois se existirem planetas habitados (por seres inteligentes) por perto, com grande probabilidade eles são bem mais avançados do que nós, e já teriam nos colonizado.
Como isso ainda não ocorreu (a menos que se acredite nas teorias de conspiração dos ufólogos e nas teorias de Jesus ET, deuses astronautas etc.), segue que quanto mais os astronomos obtiverem dados, mais ficará evidente que nosso sistema solar é uma anomalia dentro de nossa vizinhança cósmica (1000 anos-luz?), ou seja, não podemos assumir o Princípio Copernicano em relação ao sistema solar: nosso sistema solar não é tipico em nossa vizinhança.  Bom, pelo menos, essa conclusão está batendo com os dados coletados até hoje…
Assim, é possível fazer a previsão de que uma maior análise dos planetas Kepler 62-e e Kepler 62-f revelará que eles não possuem uma atmosfera com oxigênio ou metano, sinais de um planeta com biosfera.

Persistence solves Fermi Paradox but challenges SETI projects

Osame Kinouchi (DFM-FFCLRP-Usp)
(Submitted on 8 Dec 2001)

Persistence phenomena in colonization processes could explain the negative results of SETI search preserving the possibility of a galactic civilization. However, persistence phenomena also indicates that search of technological civilizations in stars in the neighbourhood of Sun is a misdirected SETI strategy. This last conclusion is also suggested by a weaker form of the Fermi paradox. A simple model of a branching colonization which includes emergence, decay and branching of civilizations is proposed. The model could also be used in the context of ant nests diffusion.

03/05/2013 – 03h10

Possibilidade de vida não se resume a planetas similares à Terra, diz estudo


Com as diferentes composições, massas e órbitas possíveis para os planetas fora do Sistema Solar, a vida talvez não esteja limitada a mundos similares à Terra em órbitas equivalentes à terrestre.

Editoria de arte/Folhapress

Essa é uma das conclusões apresentada por Sara Seager, do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), nos EUA, em artigo de revisão publicado no periódico “Science“, com base na análise estatística dos cerca de 900 mundos já detectados ao redor de mais de 400 estrelas.

Seager destaca a possível existência de planetas cuja atmosfera seria tão densa a ponto de preservar água líquida na superfície mesmo a temperaturas bem mais baixas que a terrestre. Read more [+]

Criticalidade auto-organizada: uma visão de mundo que os físicos construíram

Livro para carregar no Kindle que a Rita me deu…
As idéias de SOC ou SOqC (Self-organized quasi-criticality) estão percolando pela cultura popular, criando fortes metáforas cognitivas que nos ajudam a pensar sistemas complexos tais como a economia, os sistemas sociais, os sistemas ecológicos etc. Ela resolve, por exemplo, a velha questão sobre que fatores são importantes na história, se as grandes forças econômicas, os movimentos de classe ou a ação de indivíduos. Nesta concepção, a História é pensada como uma sucessão de avalanches de fatos históricos (algumas superpostas). Essas avalanches podem ser de qualquer tamanho e podem ser desencadeadas mesmo pela ação de indivíduos (Jesus, Marx ou Steve Jobs, correspondentes a um grão na pilha de areia) dentro de um contexto de acumulação de tensão social (as forças econômicas, de classe, culturais etc).
Essas novas ferramentas de pensamento foram desenvolvidas principalmente pelos físicos (e acho que eu ajudei com alguns papers, ver aqui, aqui e aqui). Me parece que será uma visão de mundo influente neste século…
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Bak's Sand Pile: Strategies for a Catastrophic World

Bak’s Sand Pile: Strategies for a Catastrophic World [Kindle Edition]

Ted G. Lewis (Author)

5.0 out of 5 stars  See all reviews (1 customer review) | Like(0)

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Book Description

Publication Date: December 22, 2011
Did the terrorist attacks on the United States in 2001, the massive power blackout of 2003, Hurricane Katrina in 2005, and the Gulf oil spill of 2010 ‘just happen’-or were these shattering events foreseeable? Do such calamities in fact follow a predictable pattern? Can we plan for the unforeseen by thinking about the unthinkable? Ted Lewis explains the pattern of catastrophes and their underlying cause. In a provocative tour of a volatile world, he guides the reader through mega-fires, fragile power grids, mismanaged telecommunication systems, global terrorist movements, migrating viruses, volatile markets and Internet storms. Modern societies want to avert catastrophes, but the drive to make things faster, cheaper, and more efficient leads to self-organized criticality-the condition of systems on the verge of disaster. This is a double-edged sword. Everything from biological evolution to political revolution is driven by some collapse, calamity or crisis. To avoid annihilation but allow for progress, we must change the ways in which we understand the patterns and manage systems. Bak’s Sand Pile explains how.

O Bonobo e o Ateu

Concordo com de Wall, mas o perigo no século XXI não é o comunismo mas sim o neofacismo.
27/04/2013 – 03h00

‘Religião não é fonte da moral, mas eliminá-la é temerário’, diz primatólogo


Para alguém que tem se especializado em demonstrar que o ser humano e os demais primatas têm um lado pacífico e bondoso por natureza, Frans de Waal conseguiu comprar briga com muita gente diferente.

Autor de “The Bonobo and the Atheist” (“O Bonobo e o Ateu”), que acaba de sair nos Estados Unidos, o primatólogo holandês-americano provavelmente não agradará muitos religiosos ao argumentar que ninguém precisa de Deus para ser bom.

Seu modelo de virtude? O bonobo (Pan paniscus), um primo-irmão dos chimpanzés conhecido pela capacidade de empatia com membros de sua espécie e de outras, pela sociedade tolerante, sem “guerras”, e pelo uso do sexo para resolver conflitos.

Com base nos estudos com grandes macacos e outros mamíferos sociais, como cetáceos e elefantes, De Waal diz que a moralidade não surgiu por meio de argumentos racionais nem graças a leis ditadas por Deus, mas deriva de emoções que compartilhamos com essas espécies.

Bonobos e chimpanzés sabem que é seu dever cuidar de um amigo doente, retribuir um favor ou pedir desculpas.

Por outro lado, o livro é uma crítica aos Novos Ateus, grupo capitaneado pelo britânico Richard Dawkins que tem dado novo impulso ao conflito entre ateísmo e religião desde a última década.

“Eu não consigo entender por que um ateu deveria agir de modo messiânico como eles”, diz De Waal, ateu e ex-católico. “O inimigo não é a religião, é o dogmatismo.”


Folha – Quem está mais bravo com o sr. depois da publicação do livro?
Frans de Waal – Bem, no caso dos ateus, recebi muitas mensagens de gente que me apoia. É claro que, em certo sentido, estou do lado deles, tanto por também ser ateu quanto por acreditar que a fonte da moralidade não é a religião. O que eu digo no livro é que os Novos Ateus estavam gritando alto demais e que precisam se acalmar um pouco, porque a estratégia deles não é a melhor.

Em seu livro, o sr. faz uma referência ao romance “O Senhor das Moscas”, de William Golding, história na qual garotos perdidos numa ilha reinventam vários aspectos da sociedade, inclusive a religião. Mas a religião que eles criam é brutal, com sacrifícios humanos. O sr. acha que a religião nasceu brutal e foi ficando mais humanizada?
Acho que não. Quando olhamos para as sociedades tradicionais de pequena escala, que foram a regra na pré-história, vemos que esse tipo de coisa não está presente entre elas.
É claro que elas tinham crenças sobre o mundo sobrenatural e podiam sacrificar um ou outro animal aos deuses, mas, no geral, eram relativamente benignas.
É só quando as sociedades aumentam de escala que elas começam a se tornar mais agressivas e dogmáticas.

Quando se enfatiza o lado pacífico e ético das sociedades de primatas não humanos e do próprio homem, não há um perigo de fechar os olhos para a faceta violenta dela?
Concordo que, nos meus livros mais recentes, essa ênfase existe. Por outro lado, meu primeiro livro, “Chimpanzee Politics” [“Política Chimpanzé”, sem tradução no Brasil], era totalmente focado na violência, na manipulação maquiavélica e em outros aspectos pouco agradáveis da sociedade primata. Mas a questão é que surgiu uma ênfase exagerada nesses aspectos negativos, e as pessoas não estavam ouvindo o outro lado da história.

O sr. acha que encontrar um chimpanzé ou bonobo cara a cara pela primeira vez pode funcionar como uma experiência religiosa ou espiritual?
Eu não chamaria de experiência religiosa (risos), mas é uma experiência que muda a sua percepção da vida.
No livro, conto como a chegada dos primeiros grandes macacos vivos à Europa no final do século 19 despertou reações fortes, em vários casos deixando o público revoltado porque havia essa ideia confortável da separação entre seres humanos e animais. Por outro lado, gente como Darwin viu aquela experiência como algo positivo.

E o sr. sente que essa aversão aos grandes macacos diminuiu hoje?
Sim, e isso é muito interessante. Eu costumo dar palestras em reuniões de sociedades zoológicas de grandes cidades aqui nos Estados Unidos. Tenho certeza de que muitas pessoas ali são religiosas. E esse público é fascinado pelos paralelos e pelas semelhanças entre seres humanos e grandes macacos ou outros animais.
Isso não significa que queiram saber mais sobre a teoria da evolução, mas elas acolhem a conexão entre pessoas e animais.

Na sua nova obra, o sr. defende a ideia de que não se pode simplesmente eliminar a religião da vida humana sem colocar outra coisa no lugar dela. Que outra coisa seria essa?
É preciso reconhecer que os seres humanos têm forte tendência a acreditar em entidades sobrenaturais e a seguir líderes. E o que nós vimos, em especial no caso do comunismo, no qual houve um esforço para eliminar a religião, é que essa tendência acaba sendo preenchida por outro tipo de fé, que se torna tão dogmática quanto a fé religiosa.
Então, o temor que eu tenho é que, se a religião for eliminada, ela seja substituída por algo muito pior. Acho preferível que as religiões sejam adaptadas à sociedade moderna.

Outro argumento do livro é que o menos importante nas religiões é a base factual delas. O mais relevante seria o papel social e emocional dos rituais. Para quem é religioso e se importa com a verdade do que acredita, não é uma visão que pode soar como condescendente ou desonesta?
Pode ser que, para quem é religioso, essa visão trivialize suas crenças. Mas, como biólogo, quando vejo alguma coisa que parece existir em quase todos os grupos de uma espécie, a minha pergunta é: para que serve? Que benefício as pessoas obtêm com isso? Não tenho a intenção de insultar ninguém com esse enfoque.

The Bonobo and the Atheist
editora W.W. Norton & Company
preço R$ 29,35 (e-book na Amazon.com), 313 págs.


Revisitando a geek syndrome

The Geek Syndrome and Autism: Revisited

The Geek Syndrome and Autism: Revisited

The “Geek Syndrome” is a theory for the rising number of autism diagnoses that doesn’t have anything to do with vaccines or environmental factors. About a decade ago, Wired magazine suggested that the notable increase in autism cases among the computer programmers and engineers in Silicon Valley was because those who inhabit those “geek warrens” have a “genetic predisposition” for autism. Now, under Rosa Hoekstra of the Open University in Milton Keynes in the UK, researchers have found that in Eindhoven, a city that is the heart of the Dutch information technology industry, autism is diagnosed in twice as many children as in cities of the same size.

In the Wired article, Cambridge University psychology professor Simon Baron-Cohen described the autistic mind as having a “proclivity for systematizing” while, due to the lack of a theory of mind, autistic persons are “mindblind” and lack empathy. Baron-Cohen would go on to write a book promoting a theory of autism as an example of the “extreme male brain,” saying that the male brain is “systematizing” while the female one is “empathizing.” These theories are well-known but controversial (and his most recent book on empathy and the problem of evil contains some troubling theorizing about autism)

Hoekstra’s study, which was published in the Journal of Autism and Developmental Disorders, looked at the autism prevalence in 62,000 children in three Dutch cities. Eindhoven, Haarlem and Utrecht all have populations of about a quarter of a million; only Eindhoven has a heavy concentration of IT workers. As noted in New Scientist:

In Eindhoven, where 30 per cent of all jobs are in IT and computing industries, there were 229 cases of autism-spectrum disorders per 10,000 school-age children. This was more than double the corresponding figure of 84 in Haarlem and four times the figure of 57 in Utrecht. Each city has half as many IT jobs as Eindhoven.

By contrast, all three cities had the same prevalence of two other childhood psychiatric conditions unrelated to autism, namely attention-deficit hyperactivity disorder (ADHD) and dyspraxia.

Hoekstra notes that other reasons for the higher prevalence rate in Eindhoven could be greater awareness and the availability of better services. It’s been almost ten years since the Wired article on “the Geek Syndrome” was published and autism has certainly gotten a lot of attention in the public eye.

Some of Baron-Cohen’s earlier research found that fathers and grandfathers of children with autism are more likely to be engineers and scientists, and that mathematicians are more likely to have siblings on the autism spectrum.  Other studies in the UK, Japan and the Netherlands have found a higher than usual rate of autistic traits among engineering, science and mathematics students.

In my own household, the gender aspects of Baron-Cohen’s “extreme male brain” theory are reversed. I count several engineers (including my mother’s father, a civil engineer who was a bridge inspector for the state of California), computer programmers and IT types. There’s nary an engineer (or any one in the science or medical fields) in my husband’s family. Indeed, Jim tends to be more of what Baron-Cohen would call “empathetic,” with an intuitive feel for people’s (certainly Charlie’s) moods and states of mind. I’m no scientist myself, but definitely have “systematizing” tendencies, which helped me learn the complex grammar of ancient languages and music like Bach’s fugues (whereas, if Jim hadn’t become a historian, he had thoughts of being a courtroom lawyer, a profession that everyone in my family shies away from). I’ve often thought that if things had turned out differently, and I hadn’t discovered Latin and Greek in middle school, I could have been a coder. Charlie himself is quite the systematizer.

I’ve also wrote a bit more extensively about Charlie himself and Baron-Cohen’s “extreme male brain” theory of autism here and his theory of autism and mind-blindness here, with the caveat that these are theories that many do not agree with. Still, I find them helpful as we continue to try to understand why Charlie does what he does: He doesn’t just make arrangements like the one below without a lot of thought and care.

headphone suite

Read more: http://www.care2.com/causes/the-geek-syndrome-revisited.html#ixzz2RO5G7aZW