Ainda o vídeo de Hans Rosling em Joy of Stats

Convido os leitores que acompanharam as postagens sobre o vídeo do médico Hans Rosling no programa Joy of Stats a lerem também este texto do blog Gene Repórter, do Roberto Takata. Ali há esclarecimentos muito interessantes.

O vídeo de Rosling mostra um gráfico animado sobre a economia e a saúde dos países, de 1810 a 2009. Pela animação, muitos países parecem estar se tornando cada vez mais ricos e sua população com mais saúde. Minha crítica era que o gráfico apresentado por Rosling tinha um dos eixos em escala logarítmica - e, se estivesse em escala linear, as coisas pareceriam bem diferentes (figura ao lado).

Além disso, questionei a confiabilidade de dados de países em épocas em que eles não existiam, nem sequer como unidades políticas (províncias, colônias etc.). Sobre esse ponto, o Takata esclareceu sobre alguns métodos para se inferir sobre a economia de tais países mesmo nessas condições. Vale a pena reproduzir um trecho da sua explicação:

"Se tivermos o registro de vendas de, digamos, especiarias de algumas cidades importantes - tendo como base a importância econômica das especiarias, é possível se fazer um chute mais ou menos calibrado do tamanho total da economia de uma colônia (ou do 'embrião' de um país vindouro). Tamanhos de população e rendas de alguns indivíduos, p.e, são mais fáceis de se estimar. A partir dos dois é possível de se ter alguma ideia do PIB de uma região em um dado momento histórico.

Indicadores de longevidade podem ser obtidos, em tempos históricos, a partir de tábuas de registros de nascimento e morte; em locais em que tais dados não estão disponíveis, a partir do estudo forense (dentição e ossatura principalmente) e censitário (a estrutura populacional dos restos humanos indicando a constituição da população viva) de tumbas e locais de enterro."

Linear x logarítmico; crescimento x desigualdade

Quanto à diferença entre gráfico linear e logarítmico, aponta bem o Takata que, se bem interpretados, o risco de ilusões de óptica é minimizado. Certíssimo: "se bem interpretados".

O problema que vejo é que aquilo é um vídeo do Youtube. A grande massa dos internautas o vê rapidamente e não gastam tempo procurando detalhes de interpretação. Se estivesse num artigo científico, seria muito diferente. Tanto que vários amigos meus que são cientistas também se espantaram com a diferença com a versão linear, depois que leram minha postagem. Imagine-se os não-cientistas. É por isso que eu digo que o gráfico daquela forma difunde, no contexto em que foi publicado, outra coisa.

Há algo mais a esclarecer. Algumas pessoas interpretaram que eu estava negando que os países estavam ficando mais ricos em média com base em que a desigualdade entre eles está aumentando. Eu nunca fiz essa conexão. Meu objetivo foi mostrar que os dados que Rosling apresenta parecem dizer o contrário do que ele diz - e o contrário do que parecem dizer na escala logarítmica que ele escolheu para apresentá-los. Pois diz Rosling, no final da apresentação: "Consigo ver uma tendência clara no futuro com assistência, tecnologia verde e paz. É perfeitamente possível que todos possam caminhar para o canto rico e saudável." Sinceramente, não vejo isso nos dados com a escala linear. Só, parcialmente, com a escala logarítmica.


O que os dados me parecem dizer?

Sobre a tendência do gráfico em si, reparemos primeiro que, se os países mais ricos ficam mais ricos, é evidente que a média mundial fica mais rica, mesmo se a maioria dos outros se estagnar na pobreza. Até aí, é apenas um truísmo, não significa grande coisa por si só. Além disso, a evolução da renda dos países, como notou um leitor anônimo no meu blog, é, por natureza, exponencial. Logo, o gráfico teria que se esticar mesmo, por um "imperativo matemático".

No entanto, eu e Takata temos interpretações bem diferentes sobre o que os dados mostram. Vou explicar melhor o que falei no primeiro post.

Vejamos de novo os dois gráficos, logarítmico e linear (dados tirados do Gapminder). O Luís Gregório Dias teve a ideia de pensarmos não sobre snapshots do vídeo de Roslin, mas sobre gráficos mais brutos feitos com sua fonte de dados, o Gapminder. Descartemos os dados anteriores a 1900, pois são pouco representativos.

Na parte de cima, a versão logarítmica. Na de baixo, a linear.

Em primeiro lugar, é claro que em ambas a média tende a ficar mais rica. Mas há algo bem estranho entre as duas séries, logarítmica e linear.

Senão, vejamos. O que eu enxergo no gráfico logarítmico (de cima) é uma expansão do conjunto das bolinhas sem deslocamento algum da "ponta esquerda", mas com os países mais populosos tendendo a acumular-se na metade direita, mais rica. Em 2009, o bloco mais pobre, quase totalmente formado por países africanos, parece estar bastante rarefeito.

Já o que eu vejo no gráfico linear (de baixo) é exatamente o inverso: a permanência da maioria dos países acumulada na região esquerda. Na versão linear, há inclusive uma região com menos bolinhas entre o bloco pobre e o bloco rico.

É por isso que eu digo que a versão logarítmica oculta o que está acontecendo. A não ser para uma minoria absoluta que pára para gastar tempo analisando um vídeo do Youtube encontrado numa navegada na Internet.

Naturalmente, a média fica mais rica, como não poderia deixar de ser. Mas isso por si só não é suficiente. A relação entre pobreza/riqueza e qualidade de vida não é direta. Alguém da classe C hoje talvez viva melhor que muitos reis europeus da Idade Média. Mas nem por isso eles precisam estar satisfeitos. Até porque a desigualdade trabalha contra a paz. Boa parte dos conflitos mundiais atuais tem entre suas principais causas a desigualdade de renda e a frustração da expectativa de uma vida melhor a despeito da riqueza de seu país - inclusive muitos da África e do Oriente Médio. E esses conflitos, como o Takata bem observou, inclusive prejudicam a capacidade desses países de acompanhar a tendência da média.


Para acompanhar as postagens:

• 03/04/11 Como manipular números (Roberto Belisário)
• 07/04/11 The Joy of Stats (Luís Gregório Dias), que compara diretamente os gráficos logarítmico e linear
• 08/04/11 Como manipular números 2 (Roberto Belisário), desenvolvendo o problema dos países que não existiam
• 13/04/11 Data vênia: uma respeitosa discordância (Roberto Takata), com críticas às minhas críticas, inclusive mostrando como se extrai dados dos países que não existiam

O que é um grande cientista?

Estava hoje revendo um texto do blog do jornalista Herton Escobar tão interessante que lembrei dele depois de mantê-lo guardado por quase um ano no meu disco rígido. É sobre o que vem a ser um bom cientista. Fácil? Einstein, Darwin, Lavoisier, é de gente assim que lembramos de primeira. Fizeram descobertas seminais que retumbarão pelos séculos afora. Sim, estes eram muito bons. Mas...

Mas há muitos tipos de cientistas. Pergunta Escobar: "Quem é o melhor cientista, aquele que publica mais, aquele que ensina mais, aquele que patenteia mais, aquele que faz pouca pesquisa mas atrai muitos recursos (financeiros e humanos) para sua instituição….?" "Aquele que publicou 10 trabalhos medianos em 1 ano, ou aquele que publicou 1 trabalho revolucionário em 10 anos?"

De fato, o avanço da ciência não se dá apenas por meio das grandes descobertas. Primeiro, porque essas descobertas só podem acontecer por causa do oceano de pequenas contribuições "feijão-com-arroz" nas quais se sustentam. Feitas por inúmeros cientistas que passam a vida detrás de suas bancadas de laboratório e cujos rostos não vemos, como os da foto acima. Conheço cientistas com grande capacidade de trabalho, que lutam ferozmente nesse tipo de pesquisa "invisível" e que são excelentes profissionais.

Segundo, porque, para a ciência acontecer, deve haver estruturas institucionais que a organizem e financiem. Como a SBPC, como o Ministério da Ciência e da Tecnologia, como as universidades e centros de pesquisa. Qual a grande contribuição para a ciência de Zeferino Vaz, médico pesquisador e reitor da Unicamp de 1965 a 1978? Ele não tem artigos de muito impacto. Mas ele foi responsável direto pela instalação de uma universidade, a Unicamp, e de outras tantas instituições de ensino superior em vários locais, como a Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto.

Terceiro, porque a ciência é feita por pessoas. Cientistas têm também que formar novos quadros de pesquisadores, e alguns fazem isso extraordinariamente bem. O físico Gleb Wataghin deu contribuições fundamentais na área dos raios cósmicos nos anos 1940, mas é mais lembrado no Brasil por ter introduzido no país o ensino de relatividade e mecânica quântica e a própria pesquisa sistemática e institucionalizada em física - é chamado "pai da física brasileira" -, e também por ter formado vários cientistas que se tornaram grandes pesquisadores e também grandes formadores de profissionais e desenvolvedores do setor institucional, como César Lattes, Marcelo Damy, Oscar Sala e outros. Seus alunos fundaram as pesquisas em física nuclear no Brasil (mais sobre essas pessoas aqui).

Gostaria de citar este trecho do texto do Helton:

"Precisamos de todos os tipos de cientistas. Precisamos de pesquisadores audaciosos, empreendedores, do tipo Craig Venter, que buscam descobertas revolucionárias e não perdem tempo com “picuinhas”. Precisamos de pesquisadores-professores inteligentes, que se dediquem a formar jovens cientistas competentes e fazer boas pesquisas, sem se preocupar necessariamente em ganhar um Prêmio Nobel. Precisamos também de bons cientistas curadores, educadores, expositores, oradores, escritores, divulgadores, que talvez nunca publicaram um trabalho de impacto, mas que sabem transmitir o conhecimento da ciência para o grande público de maneira inteligente, seja na forma de um livro ou de uma exposição, fazendo com que as pessoas entendam, apoiem e se entusiasmem pela ciência. Etc."

É isso.

Ciência de ponta contra a intoxicação por salicilato

Bem, vamos ver se consigo dividir com os leitores o conteúdo de um artigo que li ontem, do Lauro Kubota, do Instituto de Química da Unicamp. É sobre um biossensor para detectar salicilato no sangue. A fonte mais conhecida de salicilato é a aspirina, mas em doses excessivas, pode se tornar tóxico. Quando alguém tem que tomar quantidade relativamente grande de aspirina para algum tratamento, é preciso monitorar o nível de salicilato no seu sangue.

O problema é fazer um detector simples, portável e barato. A equipe de Kubota pesquisou um "biossensor", isto é, um sistema que usa materiais biológicos. No caso, o material biológico é uma enzima. Esse tipo de biossensor vem sendo pesquisado no mundo todo desde o fim dos anos 1990, mas ainda está difícil adaptá-lo às exigências do mercado para poder ser comercializado. O que a equipe do Kubota fez foi exatamente isso, construir um que, segundo seu artigo, poderá chegar ao comércio.

No biossensor construído por Kubota, a enzima é colocada sobre eletrodos de ouro, os quais estão presos em uma plaquinha de poliéster. Quando uma gota de sangue é pingada sobre o eletrodo, se houver salicilato, este reage com a enzima e o eletrodo transforma o sinal químico em uma pequena corrente elétrica, que é então convertida em um número em um visor (por isso é chamado "biossensor amperométrico").

Os eletrodos possuem tamanhos pouco maiores que um milímetro cada um - é um microdispositivo bem pequeno. Parece que ele poderá satisfazer algumas das principais exigências do mercado: tamanho, simplicidade, custo, ser produzido em massa sem variar muito suas características. Nem tudo são flores, porém: os cientistas viram que, depois de quatro meses, é necessário reidratá-lo toda vez que for usado para manter sua eficiência - ou seja, não pode mais ser usado rapidamente, à queima-roupa. Mas talvez isso possa ser melhorado com aperfeiçoamentos.

Uma coisa interessante é que o artigo não se resume a mostrar o resultado final, mas descreve as várias tentativas dos pesquisadores até conseguirem esse resultado. Tentaram vários reagentes, vários tamanhos para os eletrodos, vários materiais para a plaquinha onde eles ficam montados (vidro, resinas, plásticos). Foi preciso acrescentar várias substâncias junto com a enzima, para fixá-la em uma matriz sólida sobre o eletrodo, para manter a acidez constante e para tornar o sistema biocompatível. Se certo componente químico estivesse em excesso, a camada com a enzima rachava. No final, conseguiram que o aparelhinho desse os mesmos resultados que outros maiores e mais caros - só que este é menor e mais barato.

Doenças resistentes a antibióticos: alerta da OMS

Uma matéria no Scidev do dia 7 me chamou bastante a atenção: a Organização Mundial da Saúde advertia que estamos caminhando para uma "era pós-antibiótico", em que infecções comuns se tornariam resistentes aos medicamentos e novamente letais. A resistência de vários micróbios aos antibióticos está se aproximando de um nível crítico no qual novos remédios não chegarão a tempo.

Eu não tinha ideia da dimensão desse problema. A tuberculose é o caso mais famoso - só no ano passado, foram registrados 440 mil casos de variedades dessa doença resistente a grande número de antibióticos; tuberculose resistente aos medicamentos mais eficazes já foi detectada em 64 países -, mas as coisas estão piorando também para a malária e para a Aids.

Por que isso acontece? O artigo menciona, como parte das motivos, características "estruturais" do sistema econômico, como a recusa de empresas produtoras em pesquisar novos remédios apenas para depois as vendas em quantidade serem impedidas, justamente para evitar a disseminação da resistência a elas. Para evitar isso seriam necessários novos mecanismos de financiamento para as pesquisas.

Mas há muitos outras razões, cada uma com suas respectivas estratégias de mitigação. Sobre soluções, a OMS publicou na semana passada um conjunto de informações sobre o tema que inclui um pacote de sugestões de políticas públicas para melhorar essa situação (aqui, a versão em espanhol). Cita o desenvolvimento de planejamentos nacionais pelos países, o incentivo às pesquisas, a garantia de acesso a medicamentos de qualidade, a intensificação do controle das doenças e a regulamentação do uso racional dos remédios.

Acrescento que este último item, o uso racional dos remédios, remete à difusão de educação e conhecimento em meio à população em geral. Quem nunca viu pessoas que dividem comprimidos para "renderem mais" ou que páram de tomar antibióticos assim que os sintomas desaparecem, ou que compram antibióticos por sua própria conta em farmácias que os vendem indiscriminadamente sem receita médica? Está aí um toque para nossos jornalistas e divulgadores científicos.

Mapa do tempo das explosões nucleares 1945-98

Muito interessantes estes vídeos selecionados pela Tatiana Nahas no seu blog Ciência na Mídia. Um que me chamou bastante a atenção foi este do japonês Isao Hashimoto (©2003), com um mapa animado e sonoro que mostra as explosões nucleares realizados no mundo de 1945 a 1998 - a "sinfonia da loucura", na expressão do César Baima.

Todos os testes e bombardeios nucleares podem ser registrados, pois cada explosão nuclear pode ser detectada por sismógrafos ao redor do mundo, como se fosse um terremoto de diminutas proporções.

Pode-se ver e ouvir no vídeo os grandes surtos na corrida armamentista. Escrevo enquanto ouço o som e de repente um show de "alarmes" me faz voltar ao vídeo para ver o que estava acontecendo. São os anos 1960, com um "allegro assai" assustador...

Houve explosões em países que sequer têm bombas. A França explodiu em suas colônias (e "esticou" até um pouco depois de se tornarem independentes, na África), os EUA também (no Pacífico); o Reino Unido o fez em países que sequer eram mais seus domínios, como na Austrália - e nos Estados Unidos (!). A coisa parece ter parado nos anos 1990. Até que, em 1998, uma sequência de explosões na Índia e no Paquistão (e a lembrança da Coréia do Norte, no ano passado) me recorda de que pode ter se aberto a era da proliferação nuclear. A fuga da caixa de Pandora teria apenas começado a acontecer?

O snapshot abaixo mostra todos os testes registrados. Houve testes inclusive no deserto do Saara e no Atlântico Sul. O oeste dos EUA são de longe o lugar mais "bombardeado" do mundo. Mas a Ásia é mais "varrida" - onde as explosões mais se distribuem. Curioso o padrão naquele continente, parece tender a um xadrez regular.

Como Manipular Números 2

Há cinco dias, fiz em outro post uma crítica sobre um vídeo do médico e estatístico Hans Rosling, extraído do seu programa Joy of Stats. Basicamente, eu dizia que as conclusões otimistas de Rosling - que sugeria haver um delocamento consistente de parte substancial da população mundial em direção a uma situação de maior riqueza e mais saúde - não se sustentavam pelos dados apresentados, os quais pareciam dizer outra coisa. Só que isso ficava oculto pela escolha dele em colocar um dos eixos do gráfico em escala logarítmica.

Meu amigo, o físico Luís Gregório Dias, no seu blog Física, Futebol & Falácias, levou adiante a crítica em outro post - na verdade, escreveu muito melhor do que eu fiz! - e chegou a fazer outro gráfico, com o Gapminder, desta vez com a escala linear. A figura no início deste texto mostra como ele fica nesse caso. Comparem-no com o gráfico logarítmico, usado pelo Rosling, abaixo:


No gráfico linear, não parece que os países estejam se deslocando consistentemente para a direita e para cima. Pelo contrário, grande parte da população mundial permanece acumulada à esquerda, na região pobre - o que fica oculto no gráfico que Rosling mostrou! Ademais, vendo a animação no site do Gapminder, percebe-se como a desigualdade entre os países aumentou muito mais rapidamente nas décadas atuais.

Mas tudo isso o Luís Gregório já disse, e tenho muito pouco a acrescentar. Gostaria porém de enfatizar algo que me chamou a atenção. As fronteiras mudaram dramaticamente entre 1810 e 2000. Vejam o que aconteceu com a Europa, segundo os mapas de 1800, 1900 e 2000 da AP European History:

Europa em 1800


Europa em 1900


Europa em 2000

O gráfico chega a fazer menção a países que não existiam. Claro que é possível extrapolar para a época em que eram colônias ou protetorados ou províncias de outros países. No entanto, há vários países que não têm correspondência territorial alguma com a época em que o gráfico lhes faz referência. Os países do Oriente Médio, por exemplo, eram, na sua maior parte, províncias turcas até 1920. Essas províncias não correspondem nem de perto aos países atuais. Vejam como eram em 1900 (refiro-me às províncias do Império Otomano, o grande país em roxo):


E hoje:


Não há correspondência alguma. Vejam este mapa da África de 1810:

Fonte: Alabama Maps. Informações da publicação: "London: C. Cradock & W. Joy, 1810; Engraved for Guy's School Geography." Escala: 1:84.680.000. Fonte original: "Courtesy of Murray Hudson, Halls, Tennessee."

Desenhado na época, a maior parte do território do interior africano estava ainda inexplorado e não constituída país algum. No entanto, vejamos os países referenciados pelos dados que do Gapminder em 1810:


Os países do interior da África estão aí, assim como vários do Oriente Médio. Como pode ser?

Isso dá uma ideia de como são precários os dados anteriores a 1900. O culpado não é o site Gapminder, ele está apenas guardando os dados. É o usuário que vai definir como os dados são usados e comparados. A animação de Rosling parece comparar alhos com bugalhos.


Para acompanhar as postagens sobre este assunto:

• 03/04/11 Como manipular números (Roberto Belisário)
• 07/04/11 The Joy of Stats (Luís Gregório Dias), que compara diretamente os gráficos logarítmico e linear
• 13/04/11 Data vênia: uma respeitosa discordância (Roberto Takata), com críticas às minhas críticas, inclusive mostrando como se extrai dados dos países que não existiam
• 15/04/11 Ainda o vídeo de Hans Rosling em Joy of Stats (Roberto Belisário), com comentários às críticas do Takata

100 anos da supercondutividade (download grátis!)

O número especial da revista Physics World, do Institute of Physics britânico, é quase inteiro sobre a supercondutividade e está disponível para donwload gratuito. Possui seis artigos sobre o assunto, escritos por especialistas, além de notas menores espalhadas pela edição (a propósito, uma das notas que não versam sobre supercondutividade é sobre o que a autora chamou de "corte selvagem" no orçamento de ciência e tecnologia no governo Dilma, na pág. 11).

Há exatamente 100 anos, o físico holandês Heike Kamerlingh Onnes descobria a supercondutividade no mercúrio, a -269 graus Celsius. A temperaturas tão baixas, alguns materiais não apresentam nenhuma resistência à passagem da corrente elétrica - é a "supercondutividade". Como a maior parte da energia desperdiçada em aparelhos e sistemas elétricos é por causa da resistência elétrica, a descoberta causou grande frisson. Seria possível construir aparelhos sem perdas de energia?


Promessas e duchas frias

O que aconteceu desde então é descrito no primeiro artigo, de Paul Grant. O grande problema é que, para manter temperaturas tão baixas, o supercondutor tinha que ficar banhado em hélio líquido, uma substância extremamente cara. Aplicações comerciais do supercondutor eram economicamente inviáveis.

Tudo pareceu mudar em 1987, quando foi descoberto um supercondutor a -182 graus. Parece ainda muito frio, mas a essa temperatura não é mais preciso hélio líquido para mantê-la - basta o nitrogênio líquido. Este é tão barato que litros e litros são desperdiçados em laboratórios de ensino em universidades, literalmente jogados no chão no fim de cada aula que precise dele (ele evapora imediatamente e não faz mal - 75% da atmosfera é feita de nitrogênio). Parecia que uma revolução tecnológica estava iminente.

Mas a natureza dá com uma mão e tira com a outra, como disse Ted Forgan, que escreveu sobre as possibilidades futuras e as dificuldades mais recentes. Os novos "supercondutores de alta temperatura" descobertos em 1987 são cerâmicos e quebradiços - não dá para fazer fios longos e flexíveis com eles. Essa e outras diversas limitações práticas impediram que houvesse aplicações comerciais para eles, a não ser em alguns instrumentos de laboratórios científicos. No entanto, Forgan também enfatiza no final que o esforço de explicar essa descoberta levou a grandes avanços teóricos na física dos sistemas emergentes.


O presente e o futuro

As pesquisas continuam. Aplicações comerciais para os supercondutores de baixa temperatura, apesar do hélio líquido, já existem, como descrito por outro artigo, do corpo editorial da revista. Há os famosos trens magnéticos (maglevs), os aparelhos de ressonância magnética dos hospitais, os enormes magnetos dos grandes aceleradores de partículas como o LHC, e os SQUIDs, pequenos detectores de campo magnético tão sensíveis que suas aplicações estão ainda sendo exploradas.

O mais recente avanço importante, comentado no artigo de Laura Greene, é a descoberta de uma nova classe de supercondutores, baseados no ferro, que exigem temperaturas mais baixas, de -218 graus, mas que vem causando frisson porque é possível que possa ser elevada ainda mais no futuro (e não é quebradiço como as cerâmicas), e porque é uma novidade que pode levar a avanços teóricos e melhor compreensão do fenômeno da supercondutividade - e, assim, fornecer dicas para achar supercondutores de alta temperatura mais fáceis de usar.