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sábado, março 29, 2008

O mistério do atrito


Paper interessante, capa do PRL. Muitos estudantes não sabem que tópicos simples como atrito não são entendidos pelos físicos e são temas de pesquisa atual.


Modeling Friction on a Mesoscale: Master Equation for the Earthquakelike Model


O. M. Braun
Institute of Physics, National Academy of Sciences of Ukraine, 46 Science Avenue, 03028 Kiev, Ukraine
M. Peyrard
Ecole Normale Supérieure de Lyon, 46 Allée d'Italie, 69364 Lyon Cédex 07, France
(Received 23 November 2007; published 25 March 2008)
The earthquakelike model with a continuous distribution of static thresholds is used to describe the properties of solid friction. The evolution of the model is reduced to a master equation which can be solved analytically. This approach naturally describes stick-slip and smooth-sliding regimes of tribological systems within a framework which separates the calculation of the friction force from the studies of the properties of the contacts.
©2008 The American Physical Society
URL: http://link.aps.org/abstract/PRL/v100/e125501
doi:10.1103/PhysRevLett.100.125501
PACS: 81.40.Pq, 46.55.+d
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Full Text: Buy Article PDF

Clube da Evidência



O que é o Clube da Evidência?


O Clube da Evidência é um espaço para discussão de artigos científicos construído a partir de modelos propostos de evidence-based journal clubs. O objetivo do grupo é aproximar o estudante da prática de medicina baseada em evidência através da leitura crítica semanal de artigos científicos. Toda semana um aluno, relator, será responsável por pesquisar estudos capazes de responder a dúvida surgida na semana anterior. Um journal club tradicional baseia suas questões em problemas clínicos, no entanto, isso não é necessário no clube da evidência, podendo ser as dúvidas quaisquer que tenham surgido no cotidiano.
Além do relator, existem outros papéis no clube que devem ser devidamente preenchidos (e revezados semanalmente): o responsável pelo lanche, o secretário (que deve preencher o formulário da reunião) e o facilitador, que orienta a discussão e distribui os demais papéis.
As reuniões do Clube são abertas a alunos e professores. O único pré-requisito é disposição (e um pouco de inglês). Participe!
clubedaevidencia.blogspot.com

sexta-feira, março 28, 2008

Por que não sentimos cheiros durante o sonho?

Nariz 'aprende a identificar cheiro de perigo'




O medo pode aguçar o sentido do olfato em uma pessoa a ponto de que ela passe a associar rapidamente um odor que sentiu no passado a uma situação de perigo e a distinguí-lo de outros semelhantes, de acordo com um estudo realizado nos Estados Unidos.

Os pesquisadores da Escola de Medicina Feinberg, da Universidade Northwestern, no Estado de Illinois, submeteram 12 jovens saudáveis a testes envolvendo dois odores muito similares enquanto registravam imagens de ressonância magnética de seus cérebros.



Primeiro, os participantes tiveram que cheirar o conteúdo de duas garrafas. O odor era quase idêntico, com uma variação química sutil. Eles não conseguiram discriminar os aromas.



Depois tiveram que cheirar o conteúdo de uma das garrafas novamente enquanto eram submetidos a uma situação de desconforto - a aplicação de um choque elétrico de baixa intensidade em sua perna. Logo eles aprenderam a distinguir este cheiro específico do outro, que era bastante similar.



Para Wen Li, coordenador do estudo, essa é uma habilidade resultante da evolução. "Isto nos ajuda a ter uma grande sensibilidade para detectar algo que é importante para nossa sobrevivência em um oceano de informações ambientais. Ela nos alerta de que (algo) é perigoso e que nós temos que prestar atenção a isso", disse a pesquisadora.



O estudo será publicado na revista Science.

Na minha versão da Teoria de Crick-Mitchison, estados emocionais fortes (ansiedade, medo, prazer), elicitados pelas narrativas oníricas, são enfraquecidos durante o sono REM. Isso se daria principalmente pela atuação de endocanabinóides na Amígdala durante o sono.
Sabemos que memórias e estados emocionais são fortemente relacionados com a Amígdala, que por outro lado recebe grande aferência do sistema olfatório: essa é a origem do fato de que cheiros singulares despertam memórias antigas, mesmo infantis.
Mas isso implica em uma contradição: dado que memórias e estados emocionais são elicitados durante o sonho, não deveríamos ter sensações olfatórias correspondentes durante os sonhos? Na minha experiência pessoal (e se alguém discordar, comente abaixo), e nos estudos estatísticos sobre conteúdo de sonhos, parece que a prevalência de sensações de cheiro nos sonhos é bastante rara.
Hipótese: ainda dentro da teoria de Crick-Mitchison de enfraquecimento de atratores profundos, um desacoplamento entre o sistema olfatório (seja primário, seja cortical) e a Amígdala durante o sono REM poderia causar um desaprendizado Hebbiano, pois agora os aferentes do sistema olfatório estariam descorrelacionados com a excitação da Amigdala (que é muito grande durante o REM). O mesmo se daria com os eferentes Amigdalares e o cortex olfatório.
Idéia para pesquisa: Fazer imagens de FMRi durante o sono REM e verificar a existência de correlação ou não entre sistema olfatório e sistema límbico.

quarta-feira, março 26, 2008

Deu na New Scientist também...


Da New Scientist (acho que foi o Mark Buchanan que escreveu):


Recipes came about by evolution
22 March 2008
From New Scientist Print Edition

COQ AU VIN and steak-and-kidney pudding may not bring to mind the principles of evolution. Yet evolutionary mechanisms may well be reflected in recipes for these tried-and-tested dishes.
Physicist Antonio Roque of the University of São Paulo in Brazil and colleagues analysed thousands of recipes (arxiv.org/abs/0802.4393v1) drawn from the French Larousse Gastronomique, the British New Penguin Cookery Book, three editions of the Brazilian Dona Benta spanning nearly 60 years, and a medieval cookbook. When they looked at how often ingredients appeared in recipes and ranked them accordingly, they saw a precise mathematical relationship across the board between an ingredient's position on the list and how commonly it was used. "There's a remarkable similarity," says Roque, "independent of culture and author."

This similarity, they suggest, may point to an evolutionary mechanism at work in the way recipes are passed down. When they tested their idea using a mathematical model in which additions, deletions or errors could be introduced into recipes, they obtained the same relationship as long as they assigned each ingredient an inherent "fitness" which made it more likely to be retained. This fitness might in practice reflect, say, its nutritional value or flavour.

There was also a curious tendency for some low-fitness ingredients, which add little to a recipe, to become locked in, says Roque. These can persist by default if there are no obvious substitutes.


Evolution - Learn more about the struggle to survive in our comprehensive special report.
From issue 2648 of New Scientist magazine, 22 March 2008, page 18

O poder do campo médio



Marco Moriconi, no Fórum de física da UFF, colocou um problema desafio:







Pegue uma moeda honesta. Em média, quantas vezes você tem que jogá-la até obter duas caras seguidas?


Naquele site, Rodrigomp deu uma solução elegante, exata e complicada envolvendo a série de Fibonacci.


Que tal uma solução simples mas "errada" (ou melhor, aproximada diria um físico)? Notação científica em LaTex, OK?


Lower bound: Denote B = evento cc, que possui probabilidade 1/4, e A o complemento de B.


Divida a série temporal em pacotes de dois eventos simples (k ou c). A série temporal fica:
E_1 E_2 E_3 ... (1)


Precisamos somar as probabilidades de ocorrências do tipo B, AB, AAB, AAAB etc.


P(B) = 1/4, P(AB) = 3/(4.4), P(AAB) = 3.3(4.4.4) etc. Em geral: P(A^n B)= 1/4 (3/4)^n.

Note que o número de jogadas necessárias é:


N_L= 2(n+1) = 2 E(n) + 2, onde E(n) é o valor esperado (médio) de n. Mas:

E(n) = 1/4 \sum_0^\infty n (3/4)^n = 1/4 [1/(1-3/4)] = 1.

Assim, o lower bound é N_L = 4.


Upper bound: Esquecemos de contar a possibilidade de ocorrencia do evento B nas seguintes séries temporais:
k E_1 E_2 ... e c E_1 E_2... (2)


Em ambos os casos temos P = 1/2 * P(A^n B). Fazendo a média neste caso temos E(n+1) = 4 de novo. Ou seja, N_U = N_L + = 8 .


Obviamente estamos agora contando demais as possíveis histórias, pois existem séries tipo (2) que são equivalentes a séries tipo (1). Assim, um bom físico (não matemático), faria a interpolação entre N_Lower e N_Upper:

N = (N_L + N_U)/2 = (4+8)/2 = 6 ,

que é a solução correta!

Marco, eu não estou concorrendo à revista, e acredito que esta não é a solução que voce quer dos estudantes (afinal, é necessário ainda justificar a tal interpolação com um argumento rigoroso). Mas como imagino que ninguém iria fazer um cálculo tão "idiota" como este (e que no entanto mostra muito do espírito das estratégia das aproximações usadas em física estatística), resolvir postar aqui...


Alguém poderia encontrar e comentar aqui qual é o argumento que justifica a interpolação?


PS: O que a Natalie Portman tem a ver com a série de Fibonacci? Veja aqui.

PS2: Na verdade, se dividissemos a série em "pacotes" superpostos de dois bits, ou seja, se supormos que o primeiro bit de E_2 corresponde ao segundo bit de E_1, etc, e desprezando as correlações (ou seja, justamente que tais bits são iguais), teremos o resultado de "campo médio", que corresponde ao lower bound encontrado acima:
N_MF = 2*E(n+1) = 4, que não é nada mal para uma primeira aproximação.

Perceptron - 51 anos de uma boa idéia!


Embora Frank Rosemblatt tenha publicado um report em 1957, o primeiro artigo sobre o Perceptron publicado em revistas científicas é de 1958, ou seja, exatamente há 50 anos. Para comemorar essa data, vou contar nos próximos posts algo sobre o Perceptron.


Este site de livros raros onde encontrei o exemplar do Psychologial Review de 1958 é interessante.


Da Wikipédia, a conferir mais tarde:




More recently, interest in the perceptron learning algorithm has increased again after Freund and Schapire (1998) presented a voted formulation of the original algorithm (attaining large margin) and suggested that one can apply the kernel trick to it. The kernel-perceptron not only can handle nonlinearly separable data but can also go beyond vectors and classify instances having a relational representation (e.g. trees, graphs or sequences).

Freund, Y. and Schapire, R. E. 1998. Large margin classification using the perceptron algorithm. In Proceedings of the 11th Annual Conference on Computational Learning Theory (COLT' 98). ACM Press.

terça-feira, março 25, 2008

Exercício desafio


Fiquei com vontade de imitar o Marco. Esta questão vale um livro do Philip K. Dick (e de quebra podemos escrever o paper juntos, para a RBF):
Seja uma corda de densidade linear rho constante colocada verticalmente em um campo gravitacional g = G M/(R+y)^2 onde R é o raio da Terra. Na sua extremidade inferior cria-se um trem de onda sinoidal de frequência w que se propaga para cima, com amplitude inicial A(y=0) = A_0. Descreva a equação de onda e encontre a solução A(y,t) (existe solução analítica ou apenas numérica?). Lembre-se que a tensão na corda na posião y é dada pelo peso de toda a porção da mesma abaixo de y, ou seja, T = \int_0^y rho z g(z) dz, e que essa tensão determina a velocidade da onda que aparece na equação de onda.
OK, talvez pra facilitar, é melhor fazer a aproximação de g = constante.
Pergunta: 1) Qual é o fluxo de momento linear transportado pela onda na posição y? 2) A corda ganha algum tipo de energia potencial gravitacional conforme a frente de onda sobe?

Cut and Past do Blog do Salvador Nogueira


Atualizado em 24/03/2008 - 16:12

Machadão fazia ficção científica!


Foi com grande alegria que descobri que Machado de Assis, um dos grandes da nossa literatura (na minha modesta opinião, o maior deles), também escrevia ficção científica.

O mérito da descoberta vai todo para o escritor Roberto de Sousa Causo, responsável pela organização de um livro com título pouco modesto, mas indiscutível qualidade: "Os melhores contos de ficção científica" (Devir Livraria).

A obra, que chegou recentemente às minhas mãos, traz textos assinados por 11 autores -- um deles pelo próprio organizador (conto muito legal envolvendo contato com alienígenas que traz uma reflexão sobre o fato de que talvez nem toda a tecnologia do mundo ajude a resolver os problemas sociais do mundo). Mas a grande jóia da coroa, é difícil disputar, vem do bom e velho Machadão.


Não que o conto dele que foi parar na coletânea, intitulado "O Imortal", seja um exemplo primoroso de ficção científica. Na verdade, apenas um tênue elemento de realidade (a poção indígena que transforma o pai do narrador num imortal não é apresentada como uma fórmula mágica, mas como uma peça de sabedoria que um dia, quiçá, a ciência poderá explicar) eleva-o do status de mera fantasia ao nível da ficção científica clássica. Ainda assim, a presença de Machado de Assis numa coletânea desse naipe faz muito para promover esse pouco reconhecido gênero literário.

Com sua presença, ele eleva nomes de grande qualidade, mas pouco reconhecimento, como Jerônymo Monteiro e Jorge Luiz Calife (dois dos meus favoritos no livro), ajudando a demonstrar que ficção científica não é só coisa de gringo.

Este último, inclusive, é ótimo exemplo da versão brasileira da "hard science fiction", coisa que tem cara de cinema americano, mas não precisa ter. No conto que consta da obra, "A morte do cometa", Calife narra o destino de uma expedição espacial promovida para salvar o núcleo moribundo do cometa Halley.

Não é segredo para ninguém que o Mensageiro Sideral é um fã de longa data de ficção científica (que até já se arriscou a publicar algo do gênero aqui, aqui e aqui). Mas é sempre um prazer (e, infelizmente, uma surpresa) constatar quão bem representado está o gênero aqui na terra brasilis.

segunda-feira, março 24, 2008

Ilusão do amor

Copyright A.Kitaoka 2004 (May 22)

24/03/2008 - 10h56 - Da Folha Online

Amor "desativa" capacidade de criticar a pessoa amada

da Efe, em Barcelona

As últimas investigações sobre o funcionamento do cérebro revelaram que as pessoas apaixonadas perdem a capacidade de criticar seus parceiros, ou seja, se tornam incapazes de ver seus defeitos.
Pelo menos isto é o que ocorre nos casos de amor romântico ou maternal, nos quais se detectou que, diante de determinados sentimentos, as mesmas regiões do cérebro são ativadas, segundo explica a neurobióloga Mara Dierssen, pesquisadora do Centro de Regulação Genômica de Barcelona.
O mais curioso do caso, no entanto, é que, paralelamente a esta estimulação que se produz nas mesmas regiões cerebrais, em ambos os tipos de amor também se "desativa" a zona do cérebro encarregada do julgamento social e da avaliação das pessoas. Suprime-se, portanto, a capacidade de criticar os seres queridos.
"Quando nos apaixonamos perdemos a capacidade de criticar nosso parceiro, por isso se pode dizer que, de certa maneira, o amor é cego", afirma Dierssen, que recentemente participou em Barcelona de um ciclo sobre "Amor, ciência e sexo".
Os estudos que há vários anos são realizados em humanos e ratos para conhecer o complexo funcionamento do cérebro estão apresentando dados tão inovadores como surpreendentes no sempre estimulante terreno do amor.
Esses avanços estão ajudando, por exemplo, a responder a perguntas tão básicas, quanto também enigmáticas e sugestivas, como o que acontece em nosso interior quando nos apaixonamos, o que acontece no cérebro ou por que sentimos --ou não-- desejo sexual.

Evolution and Human Behavior



Muito interessante o Evolution and Human Behavior, não conhecia esta revista. Clique aqui para acessar uma página de introdução onde, entre bibliografia diversa, aparece também o belo quadro abaixo.





A Brief Overview of Some Classic Ideas in Evolutionary Theory:

System Level / Problem
Investigator / Year of Publication
Basic ideas
Example Adaptations

System Level: Individual
Problem: How to survive?
Charles Darwin (1859)



Natural Selection (or “survival selection”):
The bodies and minds of organisms are made up of evolved adaptations designed to help the organism survive in a particular ecology (for example, the white fur of polar bears).

Bones, skin, vision, pain perception, etc.



System Level: Dyad
Problem: How to attract a mate and/or compete with members of one's own sex for access to the opposite sex?
Charles Darwin (1859)


Sexual selection: Organisms can evolve physical and mental traits designed specifically to attract mates (e.g., the Peacock’s tail) or to compete with members of one’s own sex for access to the opposite sex (e.g., antlers). In most species, the effects of sexual selection are seen in males since they typically have a faster reproductive rate than do females.

Peacock’s tail, antlers, courtship behavior, etc


System Level: Family & Kin
Problem: Gene replication. How to help those with whom we share genes survive and reproduce?
William Hamilton (1964)



Inclusive fitness (or a "gene’s eye view" of selection, "kin selection") / The evolution of sexual reproduction:
Selection occurs most robustly at the level of the gene, not the individual, group, or species. Reproductive success can thus be indirect, via shared genes in kin. Being altruistic toward kin can thus have genetic payoffs. Also, Hamilton argued that sexual reproduction evolved primarily as a defense against pathogens (bacteria & viruses) to "shuffle genes" to create greater diversity, especially immunological variability, in offspring.

Altruism toward kin, parental investment, the behavior of the social insects with sterile workers (e.g., ants).



System Level: Dyad / Family & Kin
Problem: How to allocate resources among offspring to maximize reproductive output?
Robert Trivers (1972)



Parental Investment Theory / Parent - Offspring Conflict / Reproductive Value
: The two sexes often have conflicting strategies regarding how much to invest in offspring, and how many offspring to have.
Parents allocate more resources to their offspring with higher reproductive value (e.g., "mom always liked you best"). Parents and offspring may have conflicting interests (e.g., when to wean, allocation of resources among offspring, etc.).
Sexually dimorphic adaptations that result in a "battle of the sexes," parental favoritism, timing of reproduction, parent-offspring conflict, sibling rivalry, etc.

System Level:Non-Kin Small Group
Problem: How to succeed in competitive interactions with non-kin? How to select the best strategy given the strategies being used by competitors?
von Neumann and Morgenstern (1944);Maynard Smith (1982)



Game Theory / Evolutionary Game Theory :
Organisms adapt, or respond, to competitors depending on the strategies used by competitors. Strategies are evaluated by the probable payoffs of alternatives. In a population, this typically results in an "evolutionary stable strategy," or "evolutionary stable equilibrium" -- strategies that, on average, cannot be bettered by alternative strategies.
Facultative, or frequency-dependent, adaptations. Examples: hawks vs. doves, cooperate vs. defect, fast vs. coy courtship, etc.

System Level:Non-Kin Small Group
Problem: How to maintain mutually beneficial relationships with non-kin in repeated interactions?
Robert Trivers (1971)



"Tit for Tat" Reciprocity:
One can play nice with non-kin if a mutually beneficially reciprocal relationship is maintained across multiple social interactions, and cheating is punished.
Cheater detection, emotions of revenge and guilt, etc.

System Level:Non-Kin, Large Groups Governed by Rules / Laws
Problem: How to maintain mutually beneficial relationships with strangers with whom one may interact only once?
Herbert Gintis (2000, 2003); and others.


Generalized Reciprocity(Also called "strong reciprocity"): One can play nice with non-kin strangers even in single interactions if social rules against cheating are maintained by neutral third parties (e.g., other individuals, governments, institutions, etc.), a majority group members cooperate by generally adhering to social rules, and social interactions create a positive sum game (i.e., a bigger overall "pie" results from group cooperation).
Generalized reciprocity may be a set of adaptations that were designed for small in-group cohesion during times of high inter-tribal warfare with out-groups.Today the capacity to be altruistic to in-group strangers may result from a serendipitous generalization (or "mismatch") between ancestral tribal living in small groups and today's large societies that entail many single interactions with anonymous strangers. (The dark side of generalized reciprocity may be that these adaptations may also underlie aggression toward out-groups.)
To in-group members:
Capacity for generalized altruism, acting like a "good Samaritan," cognitive concepts of justice, ethics and human rights.To out-group members:
Capacity for xenophobia, racism, warfare, genocide.


System Level:Large groups / culture.
Problem:How to transfer information across distance and time?

Richard Dawkins (1976)



Memetic Selection:
Genes are not the only replicators subject to evolutionary change. “Memes” (e.g., ideas, rituals, tunes, cultural fads, etc.) can replicate and spread from brain to brain, and many of the same evolutionary principles that apply to genes apply to memes as well. Genes and memes may at times co-evolve ("gene-culture co-evolution").
Language, music, evoked culture, etc. Some possible by-products, or "exaptations," of language may include writing, reading, mathematics, etc.


Table from Mills, M.E. (2004). Evolution and motivation. Symposium paper presented at the Western Psychological Association Conference, Phoenix, AZ. April, 2004.

domingo, março 23, 2008

Deu na Folha também...

Mas só pra quem é assinante. Mas depois do embargo de algumas horas, Marcelo Leite colocou em seu blog do UOL, o Ciência em Dia. Observação: o paper foi submetido agora ao New Journal of Physics e, se não der, será submetido ao Evolution and Human Behavior, que anda publicando coisas sobre evolução e culinária (veja próximo post).


São Paulo, domingo, 23 de março de 2008





MARCELO LEITE - A evolução do ovo - A evolução culinária se parece com a dos genes



No cardápio do almoço de Páscoa que se avizinha, existe mais de uma chance entre dez de se encontrar ovo. Não só o de chocolate, certeza e delícia ainda maior, mas também o substancial produto do esforço da galinha. Pode estar na farofa, ou na massa da macarronada. Ou, mais provável, na sobremesa. Nem mesmo a mania nutricionalmente correta de excomungar tudo que tenha colesterol foi capaz de banir essa maravilha de uma enorme quantidade de receitas. Se você acha que isso nada tem a ver com ciência, enganou-se. Esta coluna não muda de assunto, ou o faz só raramente. E, assim como não resiste a chocolate, tampouco deixaria de deliciar-se com um artigo científico que começa assim: "Comida é uma parte essencial da civilização".

O artigo "A Natureza de Não-Equilíbrio da Evolução Culinária" foi recusado pelo editor do periódico "Physical Review E", que o considerou um estudo de antropologia cultural, não de física. Dois de seus autores, porém, são físicos (Osame Kinouchi e Antônio Carlos Roque, ambos da USP de Ribeirão Preto). O texto pode ser localizado na internet (arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0802/0802.4393.pdf.) Durante um jantar, eles e Rosa Garcia, nutricionista da mesma universidade, debatiam um assunto matemático trivial -redes complexas. Entre uma garfada e outra, surgiu a hipótese de que ingredientes e receitas culinárias guardem entre si o tipo de conexão estatística que caracteriza essas redes. Para testar a hipótese, o trio não se dirigiu a um laboratório, a "cozinha repugnante" de que fala Bruno Latour, onde se refogam conceitos com ninharias. Foram buscar seus dados nos livros. Mais precisamente: três edições do clássico "Dona Benta" (dos anos 1946, 1969 e 2004), um "Larousse Gastronomique", um "New Penguin Cookery Book" e até o medieval "Pleyn Delit". O passo seguinte foi laborioso: anotar à mão 3.394 ingredientes mencionados em 7.702 receitas. Em seguida, eles foram classificados num ranking de freqüência (em quantas receitas eram listados) para cada livro. Já com a ajuda de um especialista em informática (Adriano Holanda) e de outro físico (Pedro Zambianchi), iniciaram a busca por equações que descrevessem as freqüências relativas.


Acabaram descobrindo curvas de distribuição, similares entre todas as obras, que obedeciam às chamadas leis de potência. Noves fora, concluíram que um ingrediente na posição r do ranking é 2,6 vezes (2 elevado a -1,4) mais freqüente que outro na posição 2r. Um exemplo: na edição de 2004 do "Dona Benta", o ovo é o oitavo ingrediente mais comum, aparecendo em 412 receitas; já o caldo de limão, na 16ª posição (r=8; 2r=16), comparece em 186 delas. Bem, 412 dividido por 186 dá 2,2, e não os 2,6 da lei de potência encontrada. Para corrigir distorções como essa, os gourmets de Ribeirão enriqueceram a receita com uma pitada de "aptidão" ("fitness") para cada ingrediente, um valor entre 0 e 1 que poderia representar muitas coisas a influenciar sua posição no ranking -como a facilidade de encontrá-lo na feira.


Kinouchi e equipe mostraram mais que uma curiosidade matemática: a evolução culinária se parece muito com a de genes. Observa-se, por exemplo, o dito "efeito fundador". Um ingrediente comum nas primeiras receitas de um povo tende a permanecer em sua culinária por longo tempo, mesmo após intensa miscigenação. Assim como os brasileiros continuarão morenos por gerações a fio, vários de seus futuros quitutes também levarão ovos.


MARCELO LEITE é autor de "Promessas do Genoma" (Editora da Unesp, 2007) e de "Brasil, Paisagens Naturais - Espaço, Sociedade e Biodiversidade nos Grandes Biomas Brasileiros" (Editora Ática, 2007). Blog: Ciência em Dia ( www.cienciaemdia.zip.net ). E-mail: cienciaemdia@uol.com.br

quinta-feira, março 20, 2008

Arthur C. Clark



Published: March 20, 2008

“Absolutely no religious rites of any kind, relating to any religious faith, should be associated with my funeral” were the instructions left by Arthur C. Clarke, who died on Wednesday at the age of 90. This may not have surprised anyone who knew that this science-fiction writer, fabulist, fantasist and deep-sea diver had long seen religion as a symptom of humanity’s “infancy,” something to be outgrown and overcome.

But his fervor is still jarring because when it comes to the scriptural texts of modern science fiction, and the astonishing generation of prophetic innovators who were his contemporaries — Isaac Asimov, Robert A. Heinlein and Ray Bradbury — Mr. Clarke’s writings were the most biblical, the most prepared to amplify reason with mystical conviction, the most religious in the largest sense of religion: speculating about beginnings and endings, and how we get from one to the other.

Stanley Kubrick’s film of Mr. Clarke’s “2001: A Space Odyssey” for example — a project developed with the author — is haunting not for its sci-fi imaginings of artificial intelligence and space-station engineering but for its evocation of humanity’s origins and its vision of a transcendent future embodied in a human fetus poised in space. [continue lendo aqui].

quarta-feira, março 19, 2008

Para os meus alunos de IC


News and Views


Nature Physics 2, 75 - 76 (2006) doi:10.1038/nphys228

Subject Category: Statistical physics, thermodynamics and nonlinear dynamics

Complex networks: Lies, damned lies and statistics

Luis A. Nunes Amaral1 and Roger Guimera1

  1. Luis A. Nunes Amaral and Roger Guimera are in the Department of Chemical and Biological Engineering and Northwestern Institute on Complex Systems, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, USA. e-mail: amaral@northwestern.edu; e-mail: rguimera@northwestern.edu

Statistical physics can reveal the fabric of complex networks, for example, potential oligarchies formed by its best-connected members. But care has to be taken to avoid jumping to conclusions.


Old boys networks, fraternities, free-mason shops — many of us look at them with suspicion. The worry about the dangers of oligarchies is not new. Adam Smith1 noted that "people of the same trade seldom meet together, even for merriment and diversion, but the conversation ends in a conspiracy against the public, or in some contrivance to raise prices." However, do the powerful indeed purposefully organize into such 'rich-club' structures or do the connections we observe arise merely as a natural consequence of a stochastic process — if you have many connections, you are quite likely to connect 'by chance' to another well-connected member of the community. On page 110 of this issue, Colizza and colleagues2 tackle the intricate problem of quantifying the existence of systematically created oligarchies within networks, and apply their findings to cases from many different areas. Surprisingly, they find that the Internet, which had been reported to display an oligarchic structure3, in fact does not.

At its core, the question that Colizza et al.2 address is no different from the problem of deciding if, for example, someone who is 6 foot 5 inches — or 196 cm — is tall or not. Obviously, the question only makes sense if one defines the group of people with whom the person in question is being compared. A height of 196 cm is significantly larger than the height of the average adult female, but it is significantly smaller than the height of the average centre player in the US national basketball association (NBA). The challenge clearly is in identifying the appropriate group for making the comparison. An NBA scout will not decide if a prospect is tall enough to play centre by comparing his height to the heights of the general population. In the same spirit, Colizza and her co-workers demonstrate that the first measure3 introduced to quantify the presence of oligarchies in complex networks is prone to misinterpretation: it will take increasing values as the number of connections of the nodes in the network increases. Thus, an oligarchy will always appear to be present, even if the network is random.

This shortcoming, which casts doubt on the conclusions that can be drawn from such an analysis, can be circumvented. Colizza et al. show that the value of the so-called rich-club coefficient needs to be compared with its expected value for a random network whose nodes have the exact same number of connections as the network one is interested in. In other words, an appropriate null model has to be found for comparison. Colizza and colleagues have now found the correct null model for the rich-club coefficient and, when applied to real networks, it reveals some surprises; they uncover that the Internet does not have an oligarchic structure whereas, for example, scientific collaborations do. That is, a social network, such as the one created by the scientific collaborations among researchers displays a markedly rich-club structure. This tells us that our worries about oligarchies within social systems are not unwarranted. The ultra-rich and powerful do not congregate at the Davos meetings by pure chance. On the other hand, rather unexpectedly, local hubs in the Internet, while providing rich connectivity to other nodes, are not tightly interconnected among themselves.

The importance of the findings reported by Colizza et al. is not restricted to the detection of oligarchies in networks. They demonstrate that — to prove the saying "there are three kinds of lies: lies, damned lies, and statistics" wrong — appropriate null models are needed to provide a suitable normalization before drawing conclusions from absolute measurements. Indeed, similar considerations apply to the analysis of one of the most important (and intensively studied) properties of complex networks — their modular structure4, 5. Most real networks are organized into modules; think, for example, of groups of friends or collaborators within social networks, or of pathways within the metabolism. The relevant questions are: Can we determine whether a network has a significantly modular structure? Is modularity enhanced during the formation and evolution of a particular network? As happens when attempting to uncover the presence of a rich-club oligarchy, one needs to be careful and compare any measured values to the appropriate null model. Even within completely random networks, sub-graphs exist that are much denser than the graph as a whole. But these denser regions arise entirely due to fluctuations, that is, due to chance4.

At a more general level, the significance of reported observations on the global properties of complex networks, such as 'scale-free' (that is, power-law) distributions of the number of links per node, must be taken with care6. Consider the metabolic network5 in Fig. 1a. The overall degree distribution of the network is relatively well approximated by a power law. However, different modules have quite distinct degree distributions. For comparison, a 'randomized' version of the same network, although displaying the same overall degree distribution, lacks modular structure. In fact, a plausible explanation for the structure and emergence of modules may have to do with attaining specific goals7 rather than with preferential attachment8.

Figure 1: Cautionary tale for network analysis.

Figure 1 : Cautionary tale for network analysis.

a, In the metabolic network of Escherichia coli, each node represents a metabolite and two metabolites are connected if there is a biochemical reaction that transforms one into the other. Different colours represent different modules5. b, Randomization of the same network. Even though the degree distributions of the two networks are identical, they have quite different structural properties. For example, the metabolic network is modular whereas its randomization is not.

Full size image (42 KB)

Methods developed in the framework of statistical physics provide a powerful tool to analyse the organization of complex networks, and can reveal similar organization principles for networks from such dissimilar areas as biology, technology or social sciences. But surely, great care has to be taken to put the analysis on solid statistical grounds. Otherwise, our analysis will only tell us what we want to hear.

Formigas críticas


Poderia um processo de colonização gerar buracos em todas as escalas, sem fine tuning?

Referência para o trabalho com Thiago:

Nature. 2008 Jan 24;451(7177):457-9.Click here to read Links

Clusters of ant colonies and robust criticality in a tropical agroecosystem.

Department of Ecology and Evolutionary Biology, Kraus Natural Science Building, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109, USA. jvander@umich.edu

Although sometimes difficult to measure at large scales, spatial pattern is important in natural biological spaces as a determinant of key ecological properties such as species diversity, stability, resiliency and others. Here we demonstrate, at a large spatial scale, that a common species of tropical arboreal ant forms clusters of nests through a combination of local satellite colony formation and density-dependent control by natural enemies, mainly a parasitic fly. Cluster sizes fall off as a power law consistent with a so-called robust critical state. This endogenous cluster formation at a critical state is a unique example of an insect population forming a non-random pattern at a large spatial scale. Furthermore, because the species is a keystone of a larger network that contributes to the ecosystem function of pest control, this is an example of how spatial dynamics at a large scale can affect ecosystem service at a local level.

Neolamarckismo




Não tenho muito tempo mas gostaria de contribuir para o Blog Carnival do Transferência Horizontal sobre Lamarck. Coloco aqui uma curiosa referência ao neolamarckismo que achei fazendo a busca por este termo.








Que é a teoria materialista? Diz-se que a vida consiste num incessante crescimento e desenvolvimento, e isso é verdadeiro: a vida social não é algo de imutável e cristalizado, não se detém nunca no mesmo nível, está em eterno movimento, num eterno processo de destruição e de criação. Não era por acaso que Marx dizia que o eterno movimento e a eterna destruição-criação são a substância da vida. Por isso na vida existe sempre o ‘novo’ e o ‘velho’, o que cresce e o que morre e, ao mesmo tempo, incessantemente, sempre, algo nasce... O método dialético diz que é preciso considerar a vida como ela é na realidade. A vida encontra-se em incessante movimento, por conseguinte devemos também considerar a vida no seu movimento, na sua destruição e criação. Para onde vai a vida, que é que morre, que é que nasce na vida, que é que se destrói, que é que se cria, eis que espécie de questões devem antes de mais nada interessar-nos. Tal é a primeira conclusão do método dialético.


(...)


Assim o método dialético considera o movimento da vida. Mas há movimento e movimento. Havia um movimento social nas "jornadas de dezembro", quando o proletariado ergueu a cabeça, assaltou os depósitos de armas e atacou a reação. Mas, se deve chamar movimento social também o movimento dos anos anteriores, quando o proletariado, num período de desenvolvimento "pacífico", limitava-se a greves parciais e à fundação de pequenos sindicatos. É evidente que o movimento possui diversas formas. E o método dialético diz que o movimento tem uma forma dupla: evolução e revolução. O movimento tem a forma de evolução quando os elementos progressistas continuam espontaneamente seu trabalho cotidiano e introduzem na velha ordem pequenas modificações "quantitativas". O movimento é revolucionário quando esses mesmos elementos, dominados por uma só idéia, unem-se e lançam-se contra o campo inimigo, para destruir pela raiz a velha ordem com as suas caraterísticas "qualitativas" e instaurar uma nova ordem. A evolução prepara a revolução e cria o terreno para esta, e a revolução coroa a evolução e contribui para o seu trabalho ulterior.




O mesmos processos ocorrem também na vida da natureza. A história da ciência demonstra que o método dialético é um método efetivamente científico: por toda a parte - da astronomia à sociologia - encontra confirmação a idéia de que no mundo não há nada de eterno, que tudo se modifica, tudo se desenvolve. Por conseguinte, na natureza, tudo deve ser considerado do ponto de vista do movimento, do desenvolvimento. E isso significa que o espírito da dialética penetra toda a ciência moderna. No que diz respeito às formas do movimento, no que diz respeito ao fato de que, de conformidade com a dialética, as pequenas mudanças "quantitativas" conduzem no final a grandes mudanças "qualitativas", essa lei possui igual valor também na história natural. O "sistema periódico dos elementos" de Mendeleiev demonstra claramente a grande importância que tem na historia natural o fato de surgirem das mudanças quantitativas, mudanças qualitativas.




Na biologia, a teoria do neolamarckismo, a que cede lugar o neodarwinismo, atesta a mesma coisa. Dispensamo-nos de referir outros fatos esclarecidos de maneira assaz exaustiva por F. Engels no seu "Anti-Duhring". Assim, conhecemos agora o método dialético. Sabemos que, segundo esse método, o mundo se encontra em perpétuo movimento, num perpétuo processo de destruição e de criação e que, por conseguinte, todo fenômeno, seja na natureza como na sociedade, deve ser considerado no seu movimento, no processo de destruição e de criação e não como algo cristalizado e imóvel. Sabemos também que esse mesmo movimento possui uma forma dupla: evolução e revolução.




Vladimir Ilyich Lenin
O Materialismo Dialético e o Anarquismo


É interessante que a totalidade de meus amigos físicos concordam com esta visão dinâmica de mundo: ninguém defende o Universo de Estado Estacionário, por exemplo, mas sim uma cosmologia extremamente dinâmica. Mas torcem o nariz quando percebem que isso foi dito por Lenin (e portanto deve estar errado, por definição...). Note que Lenin não deixa claro onde o Neolamarckismo seria mais revolucionário do que o Neodarwinismo, parece apenas aceitá-lo como uma nova tendência da época. Talvez tenha simpatizado com o Neolamarckismo apenas porque os darwinistas da época enfatizavam exageradamente o gradualismo na evolução, sem enfatizar suas fases revolucionárias.


Hoje, provavelmente Lenin citaria as idéias de equilíbrio puntuado de Eldredge e Gould, mas na verdade, historicamente, essas idéias foram inspiradas pelo marxismo (Gould, não sei se Eldredge, era de esquerda). Citaria também Thomas Kuhn e suas revoluções científicas, mas Kuhn também se inspirou no Engel-Marxismo. Finalmente, acho que ele citaria as idéias de avalanches históricas discutidas por Per Bak e Mark Buchanan (Ubiquity), mas Bak reconheceu em seu livro que Engel-Marx tinha dito isso antes... Não me lembro se Buchanan disse isso também, mas sei que ele certamente pensou nisso, afinal é um cara bastante culto.


Engraçado que muitos defensores do livre mercado o defendem hoje justamente porque ele favorece as revoluções tecnológicas (informática, genômica etc), Ou seja, o capitalismo é inerentemente revolucionário, não gradualista. O gradualismo social que Popper defendia em sua "Sociedade Aberta e seus inimigos" está morto: Bill Gates fez experiências sociológicas drásticas, sem controle nem comitê de ética: ele nunca respeitou nem a ordem estabelecida nem as tradições (e muito menos o livre mercado competitivo - a Microsoft oligopolista que o diga!).


Em termos de evolução tecnológica, Gates não é gradualista nem Darwiniano, mas Lamarckista (o lamarckismo funciona para a memética tecnológica) e revolucionário-Leninista: afinal, nunca foi eleito nem aceitou democracia interna dentro da Microsoft, foi uma espécie de Fidel comandando o destino de milhões de pessoas e um PIB muitas vezes maior que o de Cuba. Matou (economicamente) um sem número de adversários e concorrentes. Bill Gates foi o Lenin de nossa época...

Stephen Jay Gould estava errado?


Uma visão comum defendida no século passado era a de que a idéia de progresso é ideológica e deveriamos nos livrar dela, especialmente no âmbito da evolução biológica. Mas fica a pergunta: o combate à idéia de progresso é também ideológico e talvez a noção de que não existe algum tipo de progresso na história seja simplesmente uma maneira ideológica de estar errado.


Se você pensar num espaço morfogenético multidimensional, a expansão de um início simples (uma bactéria) para uma exploração evolutiva cada vez maior deste espaço (em direção aos vírus e em direção aos organismos complexos - infinitos em todas as direções) simplesmente aparece devido à argumentos probabilistas semelhantes aos que justificam a segunda lei da termodinâmica. Se existem caminhos potenciais em direção à organismos complexos (ou seja, se o espaço morfogênico tem algum grau de ergodicidade), então o aparecimento desses organismos é, mais cedo ou mais tarde, inevitável...


18/03/2008 - 10h02
Evolução torna vida mais complexa, afirma estudo

da France Presse, em Washington


A vida está destinada a se tornar cada vez mais complexa, seguindo a lei da evolução das espécies, conclui um estudo realizado por pesquisadores canadenses e britânicos publicado na segunda-feira (17) nos Estados Unidos.
A análise da evolução dos crustáceos, baseada em fósseis a partir de 550 milhões de anos, revela raros exemplos de ramos destes animais que evoluíram para uma estrutura biológica mais simples que seus ancestrais, destacam os autores do estudo, publicado na revista "PNAS", da Academia Nacional de Ciências norte-americana.
A pesquisa mostra uma evolução cada vez mais complexa das estruturas e características biológicas na maior parte dos ramos de crustáceos.
"Um animal cujo organismo é o mais simples possível não pode evoluir senão em uma direção mais complexa", explica Matthew Wills, biólogo da Universidade de Bath, no Reino Unido, um dos autores do estudo.
Cedo ou tarde no curso da evolução, os organismos alcançam um grau de complexidade no qual é impossível voltar atrás para ser novamente um animal mais simples, assinalam os autores do estudo.
"O mais surpreendente é que quase nenhuma das famílias dos crustáceos deu marcha a ré em sua evolução e quase todos os ramos se tornaram paralelamente mais complexos".
As poucas exceções são as espécies de crustáceos parasitas ou que vivem isolados em grutas marinhas. Porém, na maior parte dos crustáceos, a luta pela sobrevivência é uma força determinante para tornar os organismos cada vez mais complexos, conclui o estudo.
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Spice


Estamos escrevendo uma versão estendida do artigo sobre a culinária para a revista Evolution and Human Behavior. Parece que eles publicam este tipo de coisa:




Evolution and Human Behavior Volume 22, Issue 3, May 2001, Pages 147-163 Why vegetable recipes are not very spicy Paul W. Sherman Corresponding Author Contact Information, E-mail The Corresponding Author and Geoffrey A. Hash Department of Neurobiology and Behavior, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA Received 17 July 2000; accepted 7 November 2000 Available online 24 May 2001. Abstract Spices are aromatic plant materials that are used in cooking. Recently it was hypothesized that spice use yields a health benefit: cleansing food of parasites and pathogens before it is eaten, thereby reducing food poisoning and foodborne illnesses. In support, most spices have antimicrobial properties and use of spices in meat-based recipes is greatest in hot climates, where the diversity and growth rates of microorganisms are highest. A critical prediction of the antimicrobial hypothesis is that spices should be used less in preparing vegetables than meat dishes. This is because cells of dead plants are better protected physically and chemically against bacteria and fungi than cells of dead animals (whose immune system ceased functioning at death), so fewer spices would be necessary to make vegetables safe for consumption. We tested this corollary by compiling information on 2129 vegetable-only recipes from 107 traditional cookbooks of 36 countries. Analyses revealed that spice use increased with increasing ambient temperature, but less dramatically than in meat-based recipes. In all 36 countries, vegetable dishes called for fewer spices per recipe than meat dishes; 27 of these differences were significant. Of 41 individual spices, 38 were used less frequently in vegetable recipes; 30 of these differences were significant. Proportions of recipes that called for >1 spice and >1 extremely potent antimicrobial spice also were significantly lower for vegetable dishes. By every measure, vegetable-based recipes were significantly less spicy than meat-based recipes. Within-country analyses control for possible differences in spice plant availability and degrees of cultural independence. Results thus strongly support the antimicrobial hypothesis.

terça-feira, março 18, 2008

Ciência e Ética

Post da Roda da Ciência de Março (favor comentar aqui).

Parafraseando Pareto, conceber uma ética (ou uma religião) baseada na ciência é gerar um monstro, no sentido de uma "criatura bizarra", uma quimera que une partes de animais diferentes.
Rubem Alves (alguém que normalmente não cito) diria que "a ciência pode ensinar como cultivar um jardim, mas não pode despertar o desejo de transformar um deserto em um jardim"... Basicamente ele relaciona o campo do desejo com as "religiões" (quer religiosas, quer seculares), ou pelo menos com a espiritualidade. Desejar demais algo é adorar...
Max Weber (ao lado) defende algo semelhante em "Ciência e Política, duas vocações": que o que o cientista pode fazer não é justificar fins mas auxiliar na análise dos meios (os meios são eficazes para tais fins?). Quem define os fins são (ou deveriam ser) as pessoas diretamente afetadas pelos mesmos, e isto é um exemplo de afirmação ética, não científica.
Eu simpatizo com as posições éticas de Peter Singer (ver Vida Ética) embora reconheço que o Utilitarismo (uma das éticas axiomáticas possíveis) possui um defeito grave: não funciona em um mundo (como o nosso) que apresenta fenômenos críticos e caóticos: ou seja, não podemos predizer se a ação que tomamos agora irá maximizar a diminuição do sofrimento no futuro.
Então eu imagino que o que temos que discutir aqui são as relações entre a Ética e a Ciência, não a redução de uma à outra ou vice-versa. Que relações? A(s) ética(s) podem questionar os fins a que se propõe os cientistas (pois os fins da ciência fazem parte de sua ética, não são científicamente justificáveis): por exemplo, obter conhecimento a qualquer custo ou risco não é éticamente defensável. Os meios apresentados por cientistas para se atingir certos fins (sociais, tecnológicos etc) também podem ser questionados éticamente. E assim vai...
Na direção contrária, a Ciência pode estudar a origem da "predisposição humana para a ética" em termos de psicologia evolucionária ou de teoria de jogos. E fazer também a crítica de certos sistemas éticos, com relação a sua eficácia ou viabilidade, como eu fiz rapidamente em relação ao Utilitarismo.
Além disso existe uma Ética da Ciência tipo "não roubarás as idéias do teu próximo", "não falsificarás dados", "não usarás teu anônimato como referee para oprimir o orientado do teu inimigo"... Mas o que basearia ou fundamentaria tal ética? Quais são seus axiomas éticos, a partir dos quais poderiamos deduzir tais preceitos práticos? Talvez isso possa ser o tema de um outro mês.
Acho que falei um monte de trivialidades (menos a crítica do Utilitarismo, que é original minha embora eu possa ter reinventado a roda). Então proponho aqui uma atitude ética: tomarmos muito cuidado quando formos relacionar Ética e Ciência e não achar que o problema seja fácil, como geralmente querem as partes em uma discussão ético-científica polarizada.

segunda-feira, março 17, 2008

Receita para a evolução da comida




Segunda, 17 de março de 2008, 10h01 Atualizada às 10h06




Cientistas dão receita para a evolução da comida




Daniel Cressey




Muita gente diz que realmente aprecia comida. Antonio Roque se destaca porque pode apresentar um estudo científico que prova seu amor por ela.






Acompanhado por uma eclética mistura de colegas gastrônomos, que inclui físicos, um cientista da computação e um nutricionista, Roque, que trabalha na Universidade de São Paulo, no Brasil, estudou mais de três mil receitas a fim de examinar a maneira pela qual os ingredientes usados para a alimentação mudaram ao longo do tempo e vieram a se tornar dominantes nas diferentes culturas.
"Acreditamos que seja importante analisar fenômenos culturais como a culinária", afirma Roque. Os integrantes do grupo estudaram, no total, mais de três mil receitas detalhadas em quatro livros de receitas divididas geograficamente e cronologicamente - um do Brasil, um da Inglaterra, um da França e um da Idade Média.
Ao analisar fatores como o número de ingredientes em cada prato e a presença desses ingredientes de preferência a outros, em cada dada cultura, e ao considerar a capacidade de um novo ingrediente para superar e substituir um predecessor tradicional, os estudiosos concluíram que a culinária evolui devagar. Alguns ingredientes tradicionais persistem devido à dificuldade de substitui-los.
Isso deve reconfortar em certa medida as pessoas preocupadas com a possibilidade de que seus pratos locais favoritos venham a ser rapidamente suplantados por cadeias genéricas de restaurantes. O estudo sugere que "a natureza idiossincrática de cada culinária jamais desaparecerá em função de uma invasão de ingredientes e receitas vindos de fora".

Malagueta


Do informativo gastronômico Malagueta:


A evolução matemática da culinária
Livros tradicionais de receitas foram a base para pesquisadores da USP traçar a evolução da culinária e a predominância de ingredientes em uma cultura. O estudo, coordenado pelo físico Antônio Roque - professor do Departamento de Física e Matemática da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCL/USP) - partiu da temática de redes complexas para capturar a dinâmica que gera a curva evolutiva cultural a partir das receitas. “Os ingredientes e receitas constituem um exemplo desse tipo de rede, pois esses elementos estão conectados entre si”, explica. De acordo com a pesquisa, as obras fornecem dados estatísticos relevantes sobre as cozinhas, indicando a importância de produtos, maneiras de preparar e possíveis combinações. O artigo sobre esta pesquisa foi publicado na edição de março da revista Nature. [Na verdade, o paper está no arxiv.org, a espera de aceitação de uma revista que submetemos, e foi apenas comentado no site jornalístico Nature News - estamos pedindo à jornalista do Malagueta que corrija a informação].


A proposta do trabalho foi idealizada em parceria com a nutricionista Rosa Diez-Garcia (professora do Curso de Nutrição e Metabolismo) e o físico Osame Kinouchi, também professor da universidade. O grupo é composto ainda por Adriano Holanda (Cientista da Computação) e o físico Pedro Zambianchi. Esta equipe eclética identificou a cozinha como um importante fenômeno cultural e concluiu que o progresso da culinária é lento e conservador. “Embora existam trocas e acréscimo de ingredientes, os originais não desaparecem por completo. O tempo que se leva para uma substituição pode ser tão longo que ultrapassa várias gerações, tornado-se difícil de acompanhar”, destaca Roque.


Para continuar a ler, clique aqui.

sexta-feira, março 14, 2008

Food for Thought

Ainda sobre o paper noticiado na Nature News. Para quem ficou com preguiça de ir até o ArXiv Blog, reproduzo aqui o post com o comentário respondendo à crítica (ou dúvida) feita, que por sinal também nos foi feita por Mark Buchanan, autor de Ubiquity, um livro que eu recomendo para todos os meus orientados.

Food for thought

March 4th, 2008 by KFC

Food for thought

Evolution seems to crop up all over the place. In life, business, ideas. And now in recipes through the ages.

Yup, that’s recipes. For food. Osame Kinouchi from the Universidade de São Paulo in Brazil and buddies, have studied the way in which ingredients used in recipes vary around the world and through the ages. And they’ve found, they say, evidence of evolution.

The team studied the relationship betwen recipes and ingredients in four cookbooks: three editions of the Brazilian Dona Benta (1946, 1969 and 2004), the French Larousse Gastronomique, the British New Penguin Cookery Book, and the medieval Pleyn Delit.

They took the recipes from each book, counted the number of times each ingredient appeared in these recipes and ranked them according to frequency.

What’s remarkable is that the frequency-rank distribution they found is more or less the same for each cookbook. Kinouchi and co say this can be explained if recipes evolve in much the way that living organisms do–in a landscape in which some ingredients can be thought of as fitter than others, in which random mutations take place, and some ingredients die out while others prosper.

Very clever…unless they’ve missed something.

Perhaps it’s not ingredients that produce this distribution but words themselves. I’d be interested to see whether the results they get would be significantly diffierent were they to examine the frequency of adjectives or colours or numbers in these books rather than ingredients. If not, then recipes have nothing to do with the results they are presenting.

Of course, it’s possible that recipes have evolved in the way the group suggests. But the evidence they present here doesn’t look convicing to me.

Ref: arxiv.org/abs/0802.4393: The Nonequilibrium Nature of Culinary Evolution

One Response to “Food for thought”
  1. By Osame Kinouchi on Mar 14, 2008 Reply

    Hi, it is interesting that Mark Buchanan asked us with the same question this week. Here is our reply to him (and thanks for the comment about our work, anyway…):

    Dear Mark,

    We thank you for your interest in our paper and are available to give you any needed information for you to write your article.

    Answering your question, we are aware of the “ubiquity” of power laws (we have enjoyed very much reading your book). However, we think that our finding is not directly related with Zipf’s law as you seem to be suggesting.

    This is because there is a clear “physical” interpretation of f(r): it is the percentage of recipes where ingredient with rank r occurs, for example, thyme has rank 13 in the New Penguin Cookery Book not because it is a common word in English or in cookery books but because it is well used in the recipes of this particular book.

    We also would like to emphasize that we did not count how many times an ingredient name appears in a book but how many recipes use that ingredient.

    Of course, perhaps, there is a lexical Zipf’s law for ingredient names — as well as for adjectives, nouns, etc –, probably with a different exponent (the classic lexical exponent is about 1 and our exponent is about 1.4).

    We think that our law is not lexical but reflects the relative popularity of ingredients in each culture. As another example, the frequency of given names in the population probably follows a power law, which is not a Zipfian lexical law but reflects the copy-mutation mechanisms underlying name transmission within society.

    Best regards,
    Osame and Antonio





The Physics ArXiv Blog

Localizei hoje o interessante the physics arXiv blog:News and views from the coal face of science a partir de um post que eles colocaram sobre o nosso paper da culinária.

Aqui vai uma auto-descrição do mesmo:

About

If ya’ll been a-wundrin how physics is born, let me tell ya. It’s just like your mammy and pappy told. The great white stork posts physics on the arXiv and leaves it a-cryin and a-hollerin until somebody starts a-lovin and a-nurturin it. If they do it just right–just right, mind–it’ll one day grow up into a full force o’ nature.

Ya’ll can think of this lil ol blog as a kinda birth announcement where ya can see the little uns as soon as they arrive. Then ya’ll can start a-cooin and a-cuddlin over the pertee ones.

If ya wanna whisper me some sweet nothins, ya’ll can get me at:

Howdy-at-arxivblog.com

Ya’ll keep a-comin back, y’here?

Kentucky


É um blog bem interessante se você estiver interessado em comentários leves sobre os artigos do ArXiv.org mais curiosos da semana.

terça-feira, março 11, 2008

Deu na Nature News


Nosso paper sobre a evolução da culinária foi comentado na Nature News, em uma reportagem de Daniel Cressey. Se alguém quiser convidar alguém da equipe para dar seminários, estamos à disposição, desde que a pessoa pague o jantar...


Na Nature News, Hervé This comenta nosso paper, fazendo a seguinte crítica: He notes that the paper also doesn't clearly define what an 'ingredient' is — is a carrot an ingredient, or is a chopped carrot one ingredient and grated carrot another, for instance?


Posso contar que durante a pesquisa estivemos bem conscientes desse problema. O fato é que a classificação ou agrupamento dos ingredientes formam um dendrograma muito ramificado. Ou seja, devemos juntar "caldo de limão" e "limão" num mesmo rótulo? Vinho tinto, vinho rosé e vinho branco são ingredientes separados?


Nossa opção foi seguir de forma mais fiel possível a opção dos autores dos livros, pois se fossemos introduzir nossa própria classificação, talvez ela fosse tão arbitrária quanto qualquer outra. Entretanto, escolhemos um nível de descrição dos ingredientes (sem levar em conta o tipo de processamento sofrido) com detalhes suficientes para obter uma boa variabilidade e ao mesmo tempo uma classificação não muito fina a fim de evitar uma estatística pobre (ou seja, um ingrediente ser representado apenas por uma ou duas receitas). Esse compromisso entre especificidade e representatividade é tradicional na estatística.

domingo, março 09, 2008

Culinária fractal e vítrea





(Submitted on 29 Feb 2008)


Abstract: Food is an essential part of civilization, with a scope that ranges from the biological to the economic and cultural levels. Here we study the statistics of ingredients and recipes taken from Brazilian, British, French, and Medieval cookbooks. We find universal distributions with scale invariant behavior. We propose a copy-mutate process to model culinary evolution that fits very well our empirical data. We find a cultural founder effect produced by the nonequilibrium dynamics of the model. Both the invariant and idiosyncratic aspects of culture are accounted by our model, which may have applications in other kinds of evolutionary processes.


Comments:
15 pages, 5 figures, 1 table, submitted to Physical Review E
Subjects: Physics and Society (physics.soc-ph)
Cite as: arXiv:0802.4393v1 [physics.soc-ph]
Submission history

From: Osame Kinouchi [view email] [v1] Fri, 29 Feb 2008 14:16:37 GMT (323kb)

sábado, março 08, 2008

Dia da mulher: Porcentagem de mulheres em Física




Mulheres húngaras (exemplo típico na Fig. 1a) são bem representadas na Física (Fig. 1b). Será que elas também são marcianas?

The Martians of Science: Five Physicists Who Changed the Twentieth Century

sexta-feira, março 07, 2008

Ingredientes e receitas competem memeticamente



Via Blog da Redação do G1:



Sim, você já viu vários filmes sobre as grandes guerras travadas nas últimas décadas, mas nenhum igual ao que está sendo divulgado por diversos blogs nos últimos dias. Trata-se de “Food Fight”, escrito, dirigido e animado pelo cineasta americano Stefan Nadelman em 2006.
O curta-metragem mostra os conflitos como lutas entre alimentos típicos dos países envolvidos. Assim, cenas sobre a Segunda Guerra Mundial mostram pretzels alemães lutando contra os famosos peixes com batatas ingleses, além de sushis japoneses reencenando o ataque à Pearl Harbour contra hambúrgueres americanos. As lutas no Oriente Médio são representadas pelas disputas entre kebabs árabes e matzahs israelenses, e o filme mostra até uma versão “alimentar” do ataque às torres do World Trade Center, em Nova York.
Confira aqui o site da produção e assista ao filme.
Imagem: festival resFest

domingo, março 02, 2008

Artigos sobre blogs no Brasil


Encontrei isto ontem, aqui:



ARTIGOS PUBLICADOS SOBRE WEBLOGS NO BRASIL
Referencial de pesquisas sobre blogs realizadas por autores das universidades brasileiras em ordem cronológica de publicação. Se alguma publicação não estiver listada aqui, por favor envie a referência completa para “raquel[arroba]pontomidia.com.br”.



Destaco um artigo de 2007 listado no site: RECUERO, Raquel. Memes em weblogs: proposta de uma taxonomia. Revista FAMECOS, v. 32, p. 23-31, 2007.


Do Lattes: Raquel da Cunha Recuero
possui doutorado em Comunicação e Informação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006), mestrado em Comunicação e Informação pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2002), graduação em Comunicação Social com Habilitação em Jornalismo pela Universidade Católica de Pelotas (1998) e graduação em Direito pela Universidade Federal de Pelotas (1999). Atualmente é professora (adjunto 1) e pesquisadora da Escola de Comunicação da Universidade Católica de Pelotas e professora (assistente) do Curso de Comunicação Digital da Universidade do Vale do Rio dos Sinos. Faz parte do Programa de Pós-Graduação em Comunicação da Escola de Comunicação Social da Universidade Católica de Pelotas e do corpo editorial da ECOS Revista. Tem experiência na área de Comunicação, com ênfase em Redes Sociais na Internet, atuando principalmente nos seguintes temas: weblogs, redes sociais, comunidades virtuais, orkut e fotologs.

sábado, março 01, 2008

Neurobiologia das plantas?


Alguns autores questionam se a área de fisiologia das plantas ganharia algo novo com a "nova área" da neurobiologia das plantas. Mas podemos inverter a pergunta: dado que observamos potenciais de ação, bursting, sincronização, oscilações coletivas, backspikes etc nas plantas, por que haveriamos que querer dar grande importância a esses fenômenos (alguns deles epifenômenos?) relacionando-os com neural coding em animais superiores etc? A tal oscilação de 40 Hz, que no passado tentaram relacionar com a consciência, não acontece também nas plantas?


Mission Statement
The Society of Plant Neurobiology will serve the community of scientists interested in sensory plant biology, plant electrophysiology and communicative plant ecology. It will foster trans-disciplinary interactions among plant molecular biologists, cell biologists, plant physiologists and plant ecologists.


What is Plant Neurobiology


Plant Neurobiology describes a newly named, but also old and fascinating field in plant biology addressing the physiological basis of adaptive behavior in plants. Perhaps this field could be called "Sensory Biology in Plants" or something similar. However, these names don't quite cover topics like plant cytology and anatomy, adaptive plant behavior, signaling and communication in symbiosis and pathogenesis, or newly emerging topics like for instance plant immunity, plant memory and learning, plant-plant communication, as well as plant intelligence.


Our choice of the term Plant Neurobiology is described in Brenner et al. (2006) where we note some obvious analogies between classical neurobiology and some aspects of the physiology of plants. For example, plants have long been known to respond sensitively to environmental stimuli by movement and changes in morphology, to be electrically excitable, to display rapid electrical responses (action potentials) to environmental stimuli, to synthesize numerous organic molecules that act as neurochemicals in other organisms, and to use hormonal signaling pathways to coordinate development, morphology and thus, accomplish behavioral responses to environmental, communicative, and ecological contexts.


One important goal of establishing a community for Plant Neurobiology is to provide a venue for all interested biologists to explore complex plant behavior utilizing all levels of experimental approach. Among our symposia participants have been molecular geneticists, biochemists, electrophysiologists, physiological ecologists, community ecologists, mathematical modelers, plant designers, and even philosophers. Plant Neurobiology will use the lens of integrated signaling, communication, and behavior to integrate data obtained at the genetic, molecular, biochemical and cellular levels with physiology, development and behavior of individual organisms, plant ecosystems and evolution.


For a better understanding of the world around us, it is important that we develop and share the growing understanding of plants as dynamic and highly sensitive organisms. No longer can plants be viewed and portrayed as passive entities merely subject to environmental forces, as 'automata'-like organisms based only on reflexes and optimised solely for accumulation of photosynthate. With a fuller understanding of signaling and communication within and among plants, it becomes clear that these sensitive biological organisms actively and competitively forage for limited resources, both above and below ground. In addition, plants accurately compute their circumstances, use sophisticated cost benefit analysis, and they take tightly controlled actions to mitigate and control diverse environmental stressors. Plants also emerge as capable of discriminating positive and negative experiences, and 'learning' from their past experiences. Plants use this cognitively acquired information to update their behavior in order to survive present and future challenges of their environment. Moreover, plants are also capable of refined recognition of self and non-self, and are territorial in behavior.


This Plant Neurobiological view sees plants as information-processing organisms with complex communications of various types occurring throughout the individual plant. What we need to find out is how their information is gathered and processed, what routes do data take (if not via 'nerves' sensu strictu), and how are adaptive responses integrated and coordinated, how are these events 'remembered' in order to allow realistic predictions of future using past experiences.Last but not least, plants are as sophisticated in behavior as animals but this potential has been masked effectively because it operates on time scales many orders of magnitude slower than in animals. At the very least, this quality should make it easier for experimental plant scientists to uncover the mysteries of their neurobiological function and behavioral responses.


Reference


Brenner E, Stahlberg R, Mancuso S, Vivanco J, Baluška F, Van Volkenburgh E (2006) Plant neurobiology: an integrated view of plant signaling. Trends Plant Sci 11: 413-419