Incertidumbres y LHC: una mirada desde las probabilidades

¿Cómo sabemos que realmente el LHC es seguro?

§ 21 January 2009 by Mark Buchanan  de New Scientist :

http://www.newscientist.com/article/mg20126926.800-how-do-we-know-the-lhc-is-safe.html.

 lhc

Vista inferior de un tubo al vacío hecho para albergar el doble haz de tubos para el acelerador de partículas Gran Colisionador de Hadrones (LHC). Las estimaciones de que el LHC origine un “evento peligroso” son de  1 en mil millones al año, o mucho más pequeñas (Imagen: CERN / SPL)

 SI NUESTRA impresionante capacidad de razonamiento  consciente es lo que más claramente nos hace seres humanos diferentes de otras especies, nuestra capacidad para la auto-decepción sobre lo significativo de sus conclusiones, debe venir  en un estrecho segundo lugar.

En el mundo real, esto puede ser grave. Para tomar un ejemplo, hasta hace poco, las personas que se supone que deben saber acerca de estas cosas estuvieron  totalmente convencidas de que las crisis financieras graves eran cosa del pasado. Matemáticas financieras  con una sofisticación  sin precedentes, supuestamente, lo dijeron. Solo miremos ahora.

Por lo tanto, es oportuno preguntar si podemos estar sufriendo de similar auto-engaño  en otros riesgos que pensamos entender. Un nuevo análisis incisivo por Toby Ord y sus colegas en el Instituto Futuro de la Humanidad de la Universidad de Oxford (Future of Humanity Institute at the University of Oxford)  da la pausa para la reflexión. El documento del equipo se refiere a los riesgos asociados a los extremadamente raros pero potencialmente catastróficos eventos. Citan la puesta en marcha del Gran Colisionador de Hadrones (LHC), que fue impugnado por el motivo de que las colisiones de partículas de alta energía que genera podrían aniquilar la Tierra mediante la creación de un pequeño agujero negro o de un fragmento  mortal de materia extraña.

En una espectacular (e intencionada) subestimación, los físicos primero trataron de poner números de tales riesgos – entonces en el contexto de la Colisionador Relativista de Iones Pesados en el Brookhaven, Nueva York, un predecesor del LHC – que se refiere potencialmente “profundas implicaciones para la salud y la seguridad “. Invocando la cromodinámica cuántica, lo que sabemos acerca de las condiciones gravitacionales  para la creación de condiciones de agujeros negros, y nuestro conocimiento de colisiones de alta energía cercanas a la Tierra  debido a los rayos cósmicos, asignaron  las posibilidades de un “evento peligroso” en torno de 10-9 por año.

Eso suena bastante seguro, y similarmente pequeños o más pequeños números  han sido citados para el LHC. Pero como el equipo de Ord afirma, esto no es tan alentador como parece: esto es debido a que esta cifra representa la posibilidad de un evento peligroso sólo si el argumento los físicos  es correcto. ¿Qué pasa si no lo es?

Descubrirlo requiere algo de cuidadosa lógica. Olvidando el LHC, por el momento. Supongamos que algún  argumentos estima la probabilidad  X de un evento, bueno o malo. Desde un punto de vista probabilístico, Ord y sus colegas señalan, no podemos aceptar esto como la mejor estimación. La verdadera probabilidad es:

 (X × PX) + (Y × PY)

es decir, X multiplicado por la probabilidad (PX), que el argumento es correcto, más  la probabilidad de que el argumento es erróneo (PY) multiplicada por la probabilidad (Y) que el evento  ocurrirá si el argumento es erróneo.

Esto es apenas considerar si X tiene algún valor  razonablemente alto como el 50 por ciento, o incluso del 1 por ciento. Pero si X es muy pequeño, por ejemplo, 10-20, mientras que las probabilidades de que el argumento es incorrecto es 10-6, la primera cifra (X × PX) se convierte tan buena como un sinsentido. Como los autores dicen: “Si la estimación de  probabilidad dada por un argumento queda eclipsada por la posibilidad de que el argumento en sí es deficiente, entonces la estimación es sospechosa.”

En otras palabras, las conclusiones acerca de probabilidades  extraordinariamente pequeñas requieren una  atención igualmente extraordinaria. Cualquier estimación de la probabilidad de que se produzca un evento debería tener en cuenta la posibilidad de que el análisis en que la probabilidad  asignada se ha originado es defectuoso o basado en el error. Este es el principio epistemológico de la incertidumbre – que no podemos saber nada con total certeza – en  acción.

Volviendo al LHC. Muchas personas, yo incluido, encontramos que el argumento más convincente para la seguridad del colisionador viene de considerar la densidad de energía a menudo creada por los rayos cósmicos que chocan con las partículas en la atmósfera de la Tierra o en otros lugares. Si el LHC puede ser peligroso, deberíamos estar aniquilados   desde hace mucho tiempo. Aún así, tan convincente como es, el mismo problema se repite. El argumento tiene que ser más que convincente: tenemos que estar seguros que sólo hay la más mínima posibilidad que podría estar equivocado – que es mucho más difícil de establecer.

Hay un montón de argumentos para hacer  que estén equivocados. Para tener una idea de cuántos, Ord y sus colegas examinaron la proporción de artículos científicos publicados que finalmente se retractó. Empleando  Medline  como su fuente, encontraron que era alrededor de 1 en 10.000. Teniendo en cuenta que Medline cubre principalmente las revistas de alto nivel, calculan la tasa de error para todas las revistas que se parece más a 1 en 1.000, lo que sugiere un alto riesgo de error en cualquier argumento. Y recuerde, que los científicos no suelen publicar retractaciones dolorosas y vergonzosas a menos que sean  forzados, de modo que la tasa real puede ser incluso superior.

Por supuesto, los físicos consideran que los riesgos del  LHC  son personas capaces y prudentes por lo que  se podría pensar  que la posibilidad de que su argumento es erróneo es menor que 1 en 1000. Pero incluso si se tratara de un millar de veces más pequeña, sólo 10-6, esto todavía parece socavar la autoridad de sus estimadas extremadamente pequeñas.

Por supuesto, es igualmente importante no ser demasiado pesimista tampoco. El hecho es que no tenemos conocimiento en absoluto sobre la probabilidad de que un evento ocurra si uno o más de sus argumentos que la soportan son erróneos. Incluso si el argumento no alcanza el nivel necesario de seguridad, esto no significa que estamos en peligro – sólo que no tenemos ninguna garantía de seguridad. No es lo mismo de ningú modo

Ord y sus colegas subrayan que con razón, una mayor elaboración de los argumentos de la seguridad del LHC, podría reducir las posibilidades de que la argumentación acerca de su seguridad es errónea. Pero hasta que este  trabajo no sea hecho, sugieren, que el actual informe sobre la seguridad no puede considerarse como la última palabra, lo cual  parece totalmente razonable para mí.

Esta es un área en la que es fundamental concentrarse en la lógica, porque nuestras intuiciones no son de ayuda. La mayoría de nosotros, sospecho, tiene una primera impresión de que ciertas cosas “nunca podrían suceder” y que “las personas que se preocupan por esto están locos”. Lamentablemente, el hecho de que no nos hemos destruido a nosotros mismos aún, no es garantía de que nunca sucederá.

Es fácil para cualquiera de nosotros  ser seducido por la naturaleza del pensamiento lógico y su ilusión de certeza. Nos esforzamos en general estar alerta  de lo que el ex secretario de defensa de EE.UU. Donald Rumsfeld llamó  “sabido sabidos” (famously called the “known knowns”) y el “sabido no sabidos”, pero somos peligrosamente ignorantes de los “no sabidos no sabidos”, y, peor aún, ignorar alegremente  nuestra propia ignorancia. Esto resulta especialmente peligroso cuando se esconden fallas en un argumento que estamos ligando  con garantías de que los eventos potencialmente catastróficos   son prácticamente imposibles.

Es fácil dejarse seducir por la naturaleza del pensamiento lógico y su ilusión de seguridad.

Tal vez sea una ironía final de nuestro anhelo humano de la certeza de que ninguna cantidad de esfuerzo puede probar definitivamente nada, porque nunca se puede descartar la posibilidad de que hemos cometido un error, y si enlistamos otros en nuestra ayuda, ellos también pueden cometer errores.

 Tal vez hay otra lección aquí: que la certeza matemática  no  es del todo iluminadora. Somos, después de todo, los organismos biológicos, la biología y no se molesta en probar nada. El diseño de células, por ejemplo, refleja un  legado histórico difuso (fuzzy) de  estructuras de improvisación para producir soluciones viables a  miles de problemas de carácter temporal. Tal vez no deberíamos insistir en que el buen razonamiento se ajusta a algún ideal “puro” de pruebas, y aceptar que son más ad hoc,  los procesos biológicos que nos dejan falibles y vulnerables, pero lo suficientemente resistentes para navegar en un mundo incierto.

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2 Respuestas a “Incertidumbres y LHC: una mirada desde las probabilidades

  1. que un suceso sea improbable…no quiere decir que sea imposible…se debe seguir investigando en todos los campo y en todas las direcciones , pero manteniendo el riesgo cero

  2. Gracias por participar Perico.

    Tienes mucha razón…en todas las direcciones… es muy certero lo que dices

    Saludos

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