Archivo de julio 18th, 2013

Pensamos que el movimiento del mar era totalmente desorganizado, pero hay estructuras

Stephen Wiggins (EE. UU, 1959), catedrático de Matemática Aplicada en la Universidad de Bristol (Reino Unido), empezó la carrera de física pero terminó matemáticas. Hizo el doctorado en ingeniería, y ahora “busca el químico perfecto” para proseguir en sus últimas investigaciones sobre reacciones orgánicas. Dice que para él la etiquetación es irrelevante, que es la investigación lo que define la naturaleza del científico. En ese caso, podría decirse que él es un matemático explorador de otros campos: trabaja en el desarrollo de herramientas matemáticas en áreas muy interdisciplinares, como la oceanografía o la química.

Es experto, más que otra cosa, en identificar áreas de la ciencia que necesitan nuevos avances matemáticos o computacionales para seguir adelante. Y a partir de ahí, trabaja sobre el problema, con el respaldo, por ejemplo, de la Office of Naval Research americana. También lo hace con el Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT): el Laboratorio que él lidera ha sido el último en incorporarse al programa del ICMAT. Con motivo de su visita al centro para poner en marcha la línea de investigación que desarrollará durante los próximos cuatro años codirigida con Ana María Mancho, hablamos con él.

Stephen Wiggins. Imagen: ICMAT.

Muchos de los grandes problemas que amenazan a la sociedad, como el impacto humano en el medio ambiente, el cambio climático, la sostenibilidad, etc. tienen componentes cruciales relacionados con el transporte y la mezcla.

¿Qué investigación desarrolla en el ICMAT?

Mi trabajo con Ana María Mancho está centrado en ciertos procesos de la mecánica de fluidos: el transporte y mezcla, en un contexto geofísico. Estudiamos las corrientes marinas, los flujos atmosféricos… la herramienta matemática que desarrollamos sirve para distintos escenarios.

¿Qué tipo de preguntas se hacen?

Muchos de los grandes problemas que amenazan a la sociedad, como el impacto humano en el medio ambiente, el cambio climático, la sostenibilidad, etc. tienen componentes cruciales relacionados con el transporte y la mezcla. El laboratorio ICMAT nos da medios y oportunidades para pensar en los “grandes problemas” de éste área de investigación peculiar.

Es necesario salir del campo estricto de las matemáticas y trabajar con gente que entiende los sucesos que tienen lugar en el planeta: físicos, geólogos, biólogos, ingenieros…

Este año se celebra el Año de Matemáticas del Planeta Tierra 2013, ¿cuál cree que es el papel de las matemáticas, en general, frente a los grandes retos del planeta?

La matemática intenta encontrar orden en los datos y en lo sistemas: categorizando, buscando patrones… Pero en estos temas, además, es necesario salir del campo estricto de las matemáticas y trabajar con gente que realmente entiende los sucesos que tienen lugar en el planeta: físicos, geólogos, biólogos, ingenieros… Han de trabajar mano a mano con la gente que hace las medidas, los experimentos, para ser capaces luego de tratar los datos con matemáticas, de construir modelos.

¿Cómo pueden las matemáticas predecir de fenómenos en principio impredecibles?

Como ya hemos dicho, disponemos de una gran cantidad de datos para comprender los fenómenos del planeta. Pero los datos pertenecen al pasado, y la única manera de predecir el futuro es desarrollar modelos matemáticos. Ahora, cuantos más y mejores datos, podemos diseñar modelos mucho más complejos.

¿Cómo de efectivos son los modelos?

Creo que pueden tener un papel muy importante, pero hay que tener cuidado con los resultados y ser honestos. Por ejemplo, en el cambio climático, los científicos han hecho modelos a partir de los datos para entender mejor la situación, pero los políticos se han quedado solo con las conclusiones: solo necesitan respuestas para contarle a la gente lo que pasa. Uno de los problemas de hacer modelos es que no siempre sabemos cómo de buenos son.

Los modelos matemáticos pueden tener un papel muy importante, pero hay que tener cuidado con los resultados y ser honestos

¿Cómo podemos saberlo?

En general, las matemáticas funcionan. Evidentemente, se basan en suposiciones e hipótesis que hay que comprobar que se satisfacen en el mundo real. Ahí está la clave: los datos se usan tanto antes como después, sirven para desarrollar el modelo pero, una vez terminado, es necesario valorarlo otra vez los datos y con experimentos para comprobar su veracidad.

Ha mencionado el cambio climático… ¿en qué otros temas cree que puede ser útil la matemática?

Por ejemplo, en la gestión de alimentos. Hay partes del mundo que desperdician enormes cantidades de alimentos, mientras que en otras hay escasez de comida y agua potable, ¿cómo podríamos hacer para distribuirlo mejor y acabar con este desequilibrio? Los matemáticos podrían ayudar, haciendo unos de desarrollos técnicos no muy complicados, para poder almacenar, distribuir y crear redes de comida para solucionar el problema.

¿Cuáles son las herramientas que utilizan ustedes?

Estamos entrando en la era del “big data”. Tenemos una gran variedad de instrumentos de medida y además recursos computacionales que nos permiten obtener un volumen de información sin precedente sobre nuestro mundo. Para que podamos extraer información útil de todo ello, tenemos que desarrollar  herramientas analíticas y computacionales. Nuestro objetivo es hacer contribuciones significativas en este campo. Es un momento muy emocionante, en el que los desarrollos de matemáticas y computación fundamentales pueden mejorar nuestra cualidad de vida. De hecho, el pensamiento matemático es necesario para el progreso. Con el Laboratorio, además, esperamos poder introducir una nueva generación de estudiantes en esta emocionante área de investigación matemática.

¿Qué destacaría del programa de laboratorios ICMAT?

Hasta donde yo sé, el programa de laboratorios ICMAT es único en la comunidad matemática internacional. Da la oportunidad de impulsar nuevas actividades y también las ya existentes, concentrando expertos de un área particular, nacionales e internacionales. El programa de laboratorios ofrece una oportunidad y unos medios tremendos para la comunidad matemática en general.

¿Cuál es este área de trabajo?

Yo trabajo en problemas relacionados con el transporte de fluidos. He trabajado en estas cuestiones en el océano, en el estudio de trayectorias dentro del mar. Hasta no hace mucho pensamos que el movimiento del mar era totalmente desorganizado, como cuando mezclamos la leche con el café. Pero resulta que no es el caso: hay estructuras en el océano. Estamos tratando de utilizar estas ideas para entender el funcionamiento del mar.

Más información: Laboratorios ICMAT

El programa de Laboratorios ICMAT es un pionero experimento que ha permitido al Instituto de Ciencias Matemáticas (ICMAT) incorporar a cinco grandes figuras internacionales a su estructura investigadora. A través de ellos se crean grupos de investigación liderados por grandes matemáticos extranjeros y un investigador senior del ICMAT, e integrados por otros investigadores pre y postdoctorales. Con la creación a partir de este mes de julio del Laboratorio liderado por Stephen Wiggins, catedrático de Matemática Aplicada en la Universidad de Bristol (Reino Unido), se completa la primera fase del proyecto, que ha sido posible gracias a la financiación adicional que ha conseguido ICMAT como centro Severo Ochoa de excelencia científica.

Los restantes laboratorios están dirigidos por Charles Fefferman, catedrático de la Universidad de Princeton y medallista Fields; Marius Junge, catedrático de la Universidad de Illinois; Nigel Hitchin, catedrático de la Universidad de Oxford; y Viktor Ginzburg, catedrático de la Universidad de California.

Página web de los laboratorios

http://www.icmat.es/severo-ochoa/Activities/ICMat_Laboratories

http://www.icmat.es/severo-ochoa/Activities/ICMat_Laboratories/Wiggins

Perfil de Stephen Wiggins en la página web de la Universidad de Bristol

http://www.maths.bris.ac.uk/people/faculty/maxsw/

Ágata A. Timón es responsable de Comunicación y Divulgación del ICMAT.

 

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