Lo prometido es deuda

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Cumpliendo con lo que les prometí en la clase de ayer, acá va un post sobre como usar los conocimientos de la materia para ganar en juegos de azar. La primer historia es la del método para ganar en la ruleta de Edward Thorp (también creador de métodos para contar cartas en el blackjack) y Claude Shannon (si, el mismo Shannon de la entropía). En el siguiente artículo Edward Thorp explica en detalle diversos métodos para ganar en la ruleta:

Los que quieran mas información sobre juegos de azar (y las siguientes entregas de estos artículos) pueden mirar la página web de Edward Thorp.

Básicamente existen tres tipos de métodos para la ruleta: (1) métodos matemáticos, (2) métodos basados en desperfectos de la ruleta, y (3) métodos predictivos basados en la física de la ruleta. Los primeros no son viables, ya que los juegos de casino están diseñados para tener esperanza negativa. Al segundo método vamos a volver en un rato. El tercer camino es el que eligieron Thorp y Shannon.

En 1960 Thorp y Shannon usaron el hecho de que en los casinos se puede seguir apostando mientras la ruleta gira (y hasta que el crupier grita “¡No va mas!”) para crear un algoritmo que basado en la velocidad de rotación de la ruleta, la velocidad de la bola, y su posición inicial, predice estadísticamente en que octante de la ruleta puede caer la bola. Con esta información la esperanza se vuelve positiva para el apostador. Pueden encontrar un artículo de divulgación con esta historia aquí:

Artículo sobre Edward Thorp en Engadget

Para realizar predicciones rápidas en el casino Thorp y Shannon armaron una computadora pequeña, del tamaño de un atado de cigarrillos, que se llevaba con una faja en la cintura y se conectaba al zapato para ingresar los datos. Otra persona (el apostador) usaba un pequeño receptor y un auricular para obtener la predicción y realizar rápidamente una apuesta. ¡Lo mas interesante es que el método funciona! Thorp y Shannon lo usaron con cierto éxito en Las Vegas. Una década mas tarde un grupo de estudiantes de California perfeccionaría el sistema reduciendo aún más las computadoras y escondiéndolas en zapatos (aquí pueden ver una imagen de las computadoras y encontrar algunos detalles sobre cómo funcionaban; el apostador ingresaba el período de rotación de la ruleta y el de la bola apretando un pulsador con el dedo del pie, y en otro zapato otra computadora devolvía la predicción del octante con una vibración).

La segunda historia tiene que ver con el segundo método para ganar en la ruleta, basado en desperfectos de la ruleta, e involucra a un estudiante de doctorado de Richard Feynman. Alrededor de 1940, Albert Hibbs y Roy Walford acumularon datos de jugadas en casinos de Reno y Las Vegas, para identificar algún pequeño bias o desperfectos en las ruedas de ruleta que favorecieran estadísticamente a ciertos números. Usando los datos estadísticos obtenidos para cada ruleta Hibbs y Walford ganaron 8300 dólares en un día (las ruletas actuales no tienen este nivel de imperfección, por lo que el método no es aplicable hoy). Pueden leer una historia sobre Hibbs y Walford aquí:

El método de Hibbs y Walford

Finalmente, les dejo un link a la famosa historia de la convención de físicos en Las Vegas que dió origen a la frase “They each brought one shirt and a ten-dollar bill, and changed neither”:

Cómo 4000 físicos le dieron a un casino de Las Vegas su peor semana

Ensambles estadísticos

Hoy comenzamos en la teórica con ensambles estadísticos, tratando de construir una teoría microscópica que sea compatible con la termodinámica. Como mencioné en clase, el enfoque se va a basar en encontrar qué hipótesis sencillas nos llevan a estados de equilibrio compatibles con los de la termodinámica clásica. Como motivación, les dejo el link a una clase brillante de Richard Feynman en la que explica su visión sobre como se construye una teoría. Alcanza con mirar el primer minuto:

En el video Feynman dice que la búsqueda de una nueva ley comienza “adivinándola” (“first, we guess it“). Luego se derivan consecuencias y predicciones a partir de esa ley “adivinada”, y se verifican las predicciones con experimentos. Y a continuación Feynman es categórico: “If it disagrees with experiments, it’s wrong. And that simple statement is the key to science. It doesn’t make a difference how beautiful your guess is, it doesn’t make a difference how smart you are, or who made the guess or what his name is, if it disagrees with experiments… it’s wrong.”.

Como yapa, un compañero de ustedes (Federico Pietra) me envió un video que explica muy bien algunos conceptos de ensambles, entropía y desorden en forma sencilla. También se los recomiendo:

¡Ah, y no dejen de leer el post que Juan puso esta mañana, porque nunca decepciona! (es el post que sigue inmediatamente abajo).

¿Y cómo hacen los físicos?

Hace dos clases una pregunta sobre reacciones exotérmicas disparó una discusión colorida sobre la relación de la física con otras ciencias naturales. Para darle un poco más de color a aquella conversación les dejo una canción de Stefano Boccaletti, donde (entre otras cosas), el cantante se pregunta cómo hacen los físicos para vivir “en torno al mundo sin amor … sin ningún químico diciéndoles ‘qué tal?’“:

La canción no tiene desperdicio. El cantante (y autor de la lírica) es editor en jefe de la revista “Chaos, solitons and fractals”, y agregado científico del gobierno italiano en Israel. No puedo agregar mucho mas.

Bonus: El video que subí hace una semana, con Richard Feynman hablando sobre la jerarquía de las ideas, forma parte de una serie de charlas sobre “El carácter de la ley física” que Feynman dió en 1964 en Cornell y que fueron luego transcritas a un libro homónimo. Siguiendo una sugerencia de Juan les aconsejo leer el capítulo 5, sobre irreversibilidad.

La jerarquía de las ideas

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 (¡cómo el calor!). Mucho mejor que yo lo dice Richard Feynmann:

Les aconsejo mirar el video. Para los  que tengan problemas escuchando el audio en inglés, Feynmann dice: “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 jiggling, and the word for a hot thing is just the word for a mass of atoms which are jiggling.

Feynman continúa hablando de sistemas cada vez mas complejos, y aproximaciones cada vez mayores. Y más adelante dice: “Which end is nearer to God, if I may use a religious metaphor? Beauty and hope, or the fundamental laws? I think that the right way, of course, is to say that what we have to look at the whole structural interconnection of the thing. [...] And 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 under- standing, 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, son 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 sistemas físicos.