Josep Sardanyés, investigador principal del grup de Biologia Matemàtica i Computacional, va impartir una xerrada divulgativa sobre la teoria del caos a estudiants de tercer i quart d’ESO de l’Institut Pla Marcell (Cardedeu) amb el títol “Què és el caos?”. Durant la xerrada, es van tractar temes com ara l’ús de les matemàtiques, la no-linealitat, la dinàmica (determinista i aleatòria), la introducció de la probabilitat, les equacions diferencials com a regla del joc en l’estudi de l’evolució (que usarien més tard per crear models ells mateixos), fractals i, com a exemple del caos, el pèndol doble.
La jornada va començar amb la pregunta “Per a què serveixen les matemàtiques?” i progressivament es van explorar idees com “per comptar”, “per construir edificis”. Amb l’ajuda del Josep, els estudiants es van endinsar en com les matemàtiques s’utilitzen per construir circuits electrònics, com els dels telèfons mòbils, que tenen una antena fractal, ja que reben ones de moltes freqüències diferents. També es va parlar de com les matemàtiques són emprades per llançar coets com en la missió Apol·lo i, per exemple, per investigar, els processos biològics. Va destacar que hi ha matemàtiques bàsiques que permeten construir coses molt útils, com la “$25,000,000,000 eigenvector”, la matriu que determina l’algoritme de cerca de Google.

Es va introduir el concepte de predictibilitat: què és predictible? Per exemple, els terratrèmols ho són? Doncs no, no els podem predir, però podem conèixer la probabilitat d’un terratrèmol cada cert temps t (període de retorn). També es va parlar sobre la dinàmica. El determinisme és “allò que jo puc determinar”, d’acord amb un dels estudiants. Per exemple, l’òrbita del cometa Halley, el qual és un sistema no lineal predictible.
Què és un punt d’equilibri? Un punt del qual ja no et mous. I com podem calcular aquests punts d’equilibri? Si volem estudiar aquell punt del qual ja no et mous, és a dir, que no hi hagi canvi en el moviment, la taxa de canvi ha de ser 0, per tant, dx/dt=0.
Per exemple, un pèndol en té dos: el de dalt, el qual quan el moc infinitesimalment més enllà del punt d’equilibri (faig una petita pertorbació), cau cap al punt d’equilibri de sota, de forma que és un punt inestable, i el de sota, el qual tot i que el pertorbi es manté estable.
Ara era el torn de la probabilitat: La Regla de Laplace o Regla de successió va ser presentada. Aquesta regla estableix que, donat un esdeveniment, anomenat A, la probabilitat que es produeixi és:
P(A)= nombre de casos favorables/ nombre de casos totals.
Com a exemple, el Josep va organitzar un concurs en què, si en cinc llançaments consecutius sortia cara, un dels alumnes voluntaris podia endur-se la moneda. Donat que la probabilitat d’aconseguir-ho era (1/2)5=0.03125, la pèrdua de diners no era probablement preocupant. La probabilitat té un gran impacte en els processos estocàstics, els quals inclouen elements de soroll, que no ha de ser confós amb el soroll acústic, sinó que es refereix a aquells factors que afecten la variabilitat dels resultats.
A continuació, la discussió es va centrar en la naturalesa del temps: ¿és continu o discret? La resposta depèn del fenomen a estudiar. Per exemple, es pot considerar com a variable contínua en casos com reaccions químiques, o com a variable discreta en situacions com la vida d’un insecte, que es pot estudiar en etapes. Sistemes discrets poden ser abordats amb:
X(n+1)=f(xn), xn=f(x(n−1)).
A continuació, es va estudiar el concepte de no-linealitat, en què la totalitat no és equivalent a la suma de les parts. Es va fer una analogia amb la combinació de dues cançons que, tot i ser agradables per separat, juntes no generaven la “suma” d’aquesta bellesa i fins i tot podien resultar desagradables [veure àudios].
Seguidament, es va introduir el primer model matemàtic dels alumnes en una dimensió (1D): com creix una població de bacteris amb una concentració x. L’equació definida va ser dx/dt=f(x,t)=αx−αx2=αx(1−x), on el terme αx2 introdueix la competència pels recursos (espai, nutrients, etc). Aquesta és una equació de tipus logístic amb el temps com a variable contínua. Es van identificar els punts d’equilibri com x*=0 i x*=1, i la seva estabilitat depenia del valor de α.
| inestable | estable | ||
| α > 0 | X*=0 | X | |
| α > 0 | X*=1 | X | |
| α < 0 | X*=0 | X | |
| α < 0 | X*=1 | X |

Es va continuar amb un model en dues dimensions (2D) de preses (x) i depredadors (y), amb les equacions dxdt=αx−βxy i dydt=βxy−αy. Les gràfiques de x i y en funció del temps van mostrar comportaments oscil.latoris amb un espai de fase que consistia en cercles centrats, anomenats centres.
Per concloure, es van abordar l’atractor de Lorentz, que destaquen la impossibilitat matemàtica de predir el clima de manera exacta, ja que és molt sensible a les condicions inicials i deriva cap al caos determinista.
S’explorà la idea de dimensions no naturals, com ara una dimensió de valor 0.4, amb l’exemple del conjunt de Cantor generat en la divisió successiva d’una recta.
Finalment, es va exposar un exemple de caos mitjançant el pèndol doble, on es va ressaltar que si el sistema no fos caòtic, tirant els dos pèndols simultàniament, haurien de seguir les mateixes trajectòries, cosa que no va succeir.
Aquestes activitats de divulgació tenen com a finalitat motivar les vocacions científiques, especialment entre els joves. La sessió que en Josep ha realitzat és ja la quarta d’aquest tipus, consolidant així el seu compromís amb la difusió del coneixement científic. Amb aquestes xerrades, busca despertar la curiositat i l’interès dels estudiants, proporcionant-los una visió fascinant del món de les matemàtiques i la seva aplicació en diferents àmbits. La seva dedicació en aquesta tasca contribueix a la formació de possibles futurs científics, inspirant-los a explorar els secrets que la matemàtica ofereix.
Com a activitats per a pensar:
- Quina seria la probabilitat de treure potències de 2 en un dau de 6 cares? (Si voleu saber la resposta, haurem de sumar una lletra de l’alfabet català a la següent resposta, a això li diem el Xifratge d’en Cèsar en Criptografia).
IJ IB USFT QPUFODJFT EF EPT FO VO EBV EF TJT DBSFT: FM V, FM EPT J FM RVBUSF. FT B EJS, EPT FMFWBU B AFSP EPT FMFWBU B V J EPT FMFWBU B EPT QFS UBOU TPO USFT DBTPT GBWPSBCMFT FOUSF TJT UPUBMT. BJYJ MB QSPCBCJMJUBU EFNBOBEB FT 0.5.
Per a comprovar la resposta, podeu anar al següent link i usar Desplaçament 1: http://www.xtec.cat/~jjareno/activitats/criptologia/cesar.htm
- Sigui n el nombre de tirades fetes, quina creus que és la probabilitat de treure cara n vegades en n tirades?
MB QSPCBCJMJUBU TFSJB EF (1/2)^n KB RVF QFS DBEB UJSBEB MB QSPCBCJMJUBU FT EF USFVSF DBSB FT EF ½ JEFNBOBS RVF B UPUFT MB UJSBEFT TJHVJ DBSB FT JNQPTBS MB QSPCBCJMJUBU EF ½ B DBEB UJSBEB.
Subscribe for more CRM News
|
|
CRM CommPau Varela & Mariona Fucho
|
Almost every automaton can be reset with a short word
Guillaume Chapuy (Université Paris Cité, CNRS) and Guillem Perarnau (UPC, CRM) have shown that a random finite automaton with n states can, with high probability, be reset by a word of length of order √n log n. The result, published in ACM Transactions on Algorithms, pins the exponent at 1/2, the lower end of a decade of numerical estimates, and addresses the random version of the synchronization problem behind a conjecture Ján Černý posed in 1964 and which still remains open.
Exposició ‘Les matemàtiques de Gaudí’
CRM quod erat demonstrandum | 48
ADA: Decoding Brain Signals Misaligned in Time
The study addresses a key limitation of current brain decoding techniques: the difficulty of interpreting internal mental processes whose temporal dynamics vary from trial to trial.Decoding what is happening in a person’s mind from their brain activity is one of the...
Rare curves, many points: Christophe Ritzenthaler and Rachel Pries on their research and the work around it
Christophe Ritzenthaler (Université de Rennes) and Rachel Pries (Colorado State University) both work on curves over finite fields: he hunts curves with as many points as possible, she hunts curves that almost never occur. In conversation with the CRM during their...
Call open for the 2027 Ferran Sunyer i Balaguer Prize
The Ferran Sunyer i Balaguer Foundation is accepting submissions for its 2027 prize, which awards 15,000 euros and publication in Birkhäuser's Progress in Mathematics series to an expository monograph on an active area of mathematical research. The deadline is 27...
Susanna Terracini delivers the CRM Colloquium 2026
Susanna Terracini (Università di Torino) delivered the CRM Colloquium 2026 on 14 July, presenting a rigidity result for Kepler billiards obtained with Stefano Baranzini, Vivina Barutello and Irene De Blasi. She was at the centre as a member of the CRM Scientific...
Ho Chi Minh City hosts the SEAMS School on applying mathematics to real-world problems
Students from across the region took courses and worked on group projects at a school co-organised by CRM researcher Tim Myers.CRM CommPau VarelaCRMComm@crm.catGet the latest CRM news and activities in your inbox.Recent newsletters →Between 4 and...
A single ball on a fixed table can compute: Eva Miranda and Isaac Ramos prove that two-dimensional billiards are Turing complete
Eva Miranda (UPC, CRM) and Isaac Ramos (ETH Zürich) show that a point particle bouncing inside a planar table with fixed walls can simulate a universal Turing machine, settling a question Cristopher Moore left open in 1990. The result grew out of a master’s project...
BMS-BGSMath Junior Meeting 2026: Barcelona and Berlin Strengthen Scientific Ties
From 2 to 4 September 2026, the Centre de Recerca Matemàtica (CRM) hosted the BMS-BGSMath Junior Meeting 2026, a three-day event jointly organised by the Berlin Mathematical School (BMS) and the Barcelona Graduate School of Mathematics (BGSMath), with the Centre de...
The CRM organises the 2026 Barcelona Summer School for Advanced Modeling of Behavior
The Centre de Recerca Matemàtica held the sixth edition of BAMB!, the Barcelona Summer School for Advanced Modeling of Behavior, from 12 to 23 July 2026 at the Parc de Recerca Biomèdica de Barcelona. Thirty early-career researchers from fourteen countries followed...
Mallorca’s 1820 plague did not behave like a classic bubonic outbreak, study finds
A study in PNAS by Pere Puig (UAB, CRM) and Joana Maria Pujadas-Mora (UOC, ICREA) reports what happens when the daily health records kept in Son Servera and Capdepera during the 1820 outbreak are analysed with a Bayesian epidemiological model: an unusually short...












