Ya está disponible en la página de la teórica el siguiente material:

• Los apuntes, el audio y el video de la primer clase.
• Los apuntes de la clase de mañana (¡a pedido del público!).

No siempre voy a cumplir con los pedidos del público, no sea cosa que piensen que soy buena persona. Lo que sí les pido es que antes de cada teórica, aún si miran los apuntes para esa clase, también repasen los apuntes de la clase previa. Así en los primeros minutos podemos resolver cualquier duda que les haya quedado pendiente.

Aprovecho este aviso para decirles algo más sobre el espíritu de esta materia, inspirado en parte en este video de Richard Feynman:

En la clase de ayer les decía que en esta materia no vamos a demostrar ni a derivar la termodinámica. Esta materia es, en cierto sentido, una materia sobre jerarquías en la naturaleza. No siempre podemos derivar un comportamiento complejo como resultado directo de leyes fundamentales. Muchas, muchísimas veces, al trabajar con sistemas complejos o extensos necesitamos hacer aproximaciones, e introducir conceptos que (aunque tienen vínculos con las leyes fundamentales de la naturaleza) tienen sentido solo en forma aproximada (¡como el calor!). Justamente en este video, Feynman dice (minuto 0:22): “For example, at one end we have the fundamental laws of physics. Then we invent other terms for concepts which are approximate, which have, we believe, their ultimate explanation in terms of the fundamental laws. For instance, ‘heat’. Heat is supposed to be the jiggling, and the word for a hot thing is just the word for a mass of atoms which are jiggling.”

Noten que Feynman no intenta convencernos de que hay una expresión formal y correcta para el calor en términos de leyes físicas fundamentales. Nos dice que el calor es un concepto aproximado para describir ciertos fenómenos en una escala macroscópica. Muchos conceptos en termodinámica son de este tipo: algunos podremos formalizarlos, para otros necesitaremos muchas aproximaciones. Y la descripción microscópica que construiremos será compatible (por diseño y construcción) con la termodinámica, porque si la violase construiriamos otra teoría microscópica. El enfoque de esta materia nos puede ayudar a entender ciertos sistemas físicos de otra forma, pero no se confundan y piensen que porque una teoría se deriva con más cuentas y trabajo es necesariamente mejor. Porque es imposible unir las dos descripciones (la macroscópica y la microscópica) sin hacer muchas aproximaciones en el medio, de forma tal que más que ser la segunda descripción más perfecta o formal, no podría existir si no comprendiésemos muy bien la primera.

Sobre este punto, en el video Feynman dice algo muy interesante, y que va contra la concepción simplista de la física que imagina que entender un fenómeno se reduce siempre a reducirlo a las leyes fundamentales que están detrás. En el video Feynman continúa hablando de sistemas cada vez mas complejos, y aproximaciones cada vez mayores. Y en el minuto 2:52 se pregunta: “Which end is nearer to the ultimate creator, if I may use a religious metaphor? Which end is nearer to God? Beauty and hope, or the fundamental laws? I think that the right way, of course, is to say that the whole structural interconnection of the thing is what we have to look at. [...] And so I do not think either end is nearer to God. To stand at either end, and to walk off that end of the pier only, hoping that out in that direction is the complete understanding, is a mistake.”

En esta materia nos van a interesar sistemas extensos, para los que vamos a tener que hacer muchas aproximaciones. La elección de qué aproximaciones son razonables, y cuales no, serán el resultado de observar la naturaleza. No espero que respondamos la pregunta de Feynmann, pero sí espero que podamos encontrar interés en estudiar ambos extremos de las jerarquías de los sistemas físicos.

Les prometí que les iba a contar la historia de cómo John Snow podría salvarnos a todos del coronavirus. Pero antes tengo anuncios importantes:

• En el Campus Virtual de Exactas ya está disponible el link, el nombre del aula y el password que vamos a usar para todas las clases teóricas con Zoom. Ingresen al campus virtual de la materia para tener acceso a la información. E instalen la aplicación de Zoom en sus computadoras o celulares antes del lunes a las 17 hs. Pueden ver el link, el nombre del aula, y el password (van a ser los mismos todas las clases) en “Avisos” dentro del campus virtual de la materia, o en el calendario del campus virtual.
• Para poder ingresar a la página de la materia en el Campus Virtual de Exactas, deben auto-matricularse primero. Para eso, ingresen al Campus Virtual con su usuario (debería ser el DNI), y con el password que usan en el sistema de inscripciones. Busquen la materia Física Teórica 3 en el Departamento de Física, y luego sigan los pasos de auto-matriculación. La clave para auto-matricularse es “ft31c2020″.
• Les pido que creen un usuario en Zoom con sus nombres, y que pongan una foto (decente) con sus caras en su perfil. También les voy a pedir que cuando se conecten el lunes lo hagan con sus micrófonos y cámaras apagadas. Sólo prendan los micrófonos para hacer preguntas (así ahorran ancho de banda y no tenemos eco).
• En el Campus Virtual también subí bibliografía (vean la carpeta “Bibliografía”). Considerando las características remotas de este curso voy a tratar de seguir (y les aconsejo que lean) el libro de Pathria. Al inicio, para el repaso de termodinámica pueden mirar el inicio del libro de Huang, y el libro de Callen. Y para procesos estocásticos, los interesados pueden mirar los capítulos del tema en el libro de Reif.
• Después de cada teórica voy a subir una grabación del curso, para que los que hayan tenido problemas de conectividad puedan ver la clase (también pueden volver a verla los que estén muy aburridos, o los quieran repasar algún tema). Y también voy a subir apuntes con los temas de cada clase.

Ahora sí, hablemos sobre estadística y John Snow. En 1854 John Snow salvó a Londres de un brote de cólera usando la estadística. (Pensaron que este post iba a ser sobre Jon Snow y Game of Thrones? Lo siento. Y va a ser aún mas aburrido, porque el Snow de esta historia no se revolcaba con aspirantes al trono de hierro). Y no solo salvó a Londres con la estadística, sino que por ese motivo es también considerado uno de los padres de la epidemiología moderna.

En esa época se pensaba que el cólera se transmitía por “miasmas” en el aire, que eran emitidos por material en descomposición y que enfermaban a quienes los respiraban. John Snow era médico en el Soho, y cuando se desató un brote de cólera desconfió de esta explicación. Sus vecinos lo acusaban de no saber nada (“You know nothing, John Snow”, ¡plop!), así que John Snow hizo el siguiente mapa con los casos de cólera que veía en el barrio:

Las barras negras son histogramas, y muestran el número de casos de cólera por casa (que estan sospechosamente distribuidos en forma preferencial alrededor de un punto). Snow también hizo estudios “doble ciego” usando que algunas casas usaban agua de una compañía y otras casas eran provistas con agua de otra empresa (y el número de enfermos en esas casas resultó ser diferente). Con estos datos, Snow concluyó que el cólera se debía contagiar por algún agente en el agua (Pasteur introduciría la idea de los gérmenes recién 7 años después), e identificó a la posible fuente de agua contaminada como una bomba de agua en la esquina de Broad Street y Cambridge Street (que, efectivamente, había entrado en contacto con un pozo ciego). Los interesados pueden leer mas detalles sobre esta historia acá.

Hoy la estadística se usa activamente para entender epidemias. Los modelos más sencillos de epidemias tienen compartimentos (para individuos Susceptibles, Infectados y Recuperados, o SIR), y son estocásticos. Vamos a ver modelos de este tipo cuando veamos caminatas al azar en las primeras clases. Estos modelos, en el límite termodinámico, tienden a ecuaciones diferenciales (más adelante también veremos cómo se obtiene el límite termodinámico de sistemas aleatorios) que describen bien la evolución de epidemias en poblaciones grandes. Y hoy, en el medio de la epidemia de coronavirus, todo el mundo habla de estos modelos. Los que quieran saber más sobre modelos epidemiológicos pueden ver esta página, o leer este capítulo de un libro.

Y los que se quedaron con ganas de juego de tronos, pueden seguir este link.