LLORENÇ HUGET ROTGER
Alan Mathison Turing (1912-1954), británico, y Claude
Elwood Shannon (1916-2001), norteamericano, figuran entre el elenco de pioneros de la informática, junto
al húngaro John von Neumann (1903-1957). Matemáticos, los tres; Turing
y von Neumann pusieron las bases para el desarrollo del ordenador y Shannon
las de las tecnologías de la información.
Turing y Shannon tienen una trayectoria como matemáticos,
en momentos convergentes y otros divergentes.
Habían trabajado, desde la lógica
formal de Boole, en líneas complementarias sobre la computabilidad, como
respuesta al Entscheidungsproblem (problema de decisión) formulado por Hilbert,
en 1928 ¿son las matemáticas computables?, en el sentido de determinar si se
puede diseñar un procedimiento mecánico mediante el cual, partiendo de una
proposición, y con un número finito de pasos, se pueda concluir si esta
proposición es verdadera o falsa.
Turing, en 1936, presenta su trabajo “On the computable numbers,
with an Application to Entscheidungsproblem”, demostrando, con todo rigor, la imposibilidad de este proceso. En este
artículo, Turing reemplaza el
lenguaje formal basado en la aritmética de Gödel por el concepto de máquina de
calcular, constituyendo la base de lo que hoy conocemos como “máquina universal de
Turing” (su propuesta teórica tiene coincidencias con la teoría de la
λ‐decibilidad, desarrollada
por Alonzo Church en la Universidad de Princeton). Casi en paralelo, Shannon, en 1937, demuestra en su tesis
doctoral, que desarrolla en el Massachusetts Institute of
Technology (MIT), que es posible expresar sentencias del álgebra
de Boole mediante la combinación de relés y circuitos eléctricos. Ésta
significó una gran contribución a
la teoría de diseño de circuitos digitales.
En 1938, Shannon y Turing, construyeron, mediante circuitos eléctricos, un ordenador de propósito especial (bautizado como ZZ-1) para generar los harmónicos requeridos en la fórmula de Turing para el cálculo de la función zeta de Riemann.
Turing y Shannon, durante la Segunda Guerra Mundial dedican su atención a
la criptografía y al criptoanálisis. El primero juega un papel importantísimo
en Bletchley Park, donde se consigue descifrar los mensajes cifrados por
la máquina Enigma, usada por la marina alemana.
El segundo, trabajó en Bell
Labs de Nueva York donde, a partir del artículo A Mathematical Theory of
Communication (1948), sienta las bases de la teoría de la información, y
con el artículo Communication Theory
of Secrecy Systems (1949), pone las bases de la criptología
moderna.
Por otro lado,
von Neumann, es el
catalizador de los trabajos de Shannon y Turing que ambos habían realizado, previamente,
en el Instituto de Estudios Avanzados de la Universidad de Princeton, y que ha llevado a consagrar la
arquitectura de los ordenadores actuales como la arquitectura von Neumann,
basada en programas almacenados en memoria,
y desarrollada en los proyectos EDVAC y ENIAC, siendo éste el
primer ordenador electrónico de propósito general.
Se podría decir que Turing y Shannon se sintieron poco interesados en el desarrollo de los ordenadores y experimentaron otras vías de investigación, coincidiendo otra vez, en su interés por las máquinas que juegan al ajedrez.
Turing se adentró en estudiar teoría de grupos de Lie, temas de análisis numérico y aplicaciones de las ecuaciones diferenciales en morfogénesis; es decir en la repetición de patrones regulares en los sistemas biológicos (investigadores del King’s College de Londres, donde había estudiado Turing, han proporcionado la primera evidencia experimental sobre la formación de algunos patrones biológicos, como las rayas de los tigres, confirmando las ecuaciones de morfogénesis de Turing).
En esta época Shannon publica el artículo Programming a Computer for
Playing Chess (1949), donde
describe como un computador puede jugar razonablemente a ajedrez, poniendo el interés en
la resolución automática de problemas por encima de la importancia que las
máquinas pudieran “pensar”. Por otro lado, Turing, en su artículo Digital
Computers Applied to Games (1951), se formula la misma cuestión, pero para Turing
los juegos constituían un modelo ideal para el estudio de la “inteligencia” de
los computadores convirtiéndose así en precursor de la inteligencia artificial,
siendo uno de sus paradigmas el denominado test de Turing para saber si un usuario de un computador es un ser
humano o una máquina (los célebres Test CAPTCHA, Completely
Automated Public Turing
test to tell Computers and Humans
Apart, con los que nos hacen
escribir unas letras o signos confusos,
son un test de Turing inverso,
con los que un ordenador intenta distinguir entre una persona y una máquina
para evitar accesos de autómatas).
A parte de las coincidencias hay que resaltar que las líneas de investigación seguidas por Turing y Shannon han sido increíblemente productivas. Las de Turing más pragmáticas al estar preocupado por la calculabilidad y las de Shannon más teóricas reflejadas en su teoría de la información y las comunicaciones.
En 1950, durante un congreso en Londres sobre cibernética, y en particular en la charla sobre 'Información, máquinas y cerebro ", Turing defiende la idea que "una máquina debe poder alterar sus propias instrucciones", distinguiendo este concepto del de bifurcación condicional, al mismo tiempo que recrimina que la teoría de la información de Shannon no tiene en cuenta el coste computacional. En este mismo congreso, Turing se expande en los conceptos de búsqueda aleatoria y lo que ahora se llama algoritmo genético.
Estas líneas de investigación se han desarrollado de forma independiente y de forma complementaria: la de Turing asumiendo que los procesos de almacenamiento y comunicación de datos eran perfectos para conseguir la computación y la de Shannon utilizando la computación (en los procesos de codificación y decodificación) para conseguir almacenamiento y comunicación de datos de la forma más fiable posible.
Sin sus contribuciones hoy no conoceríamos las potencialidades de los dispositivos digitales que nos rodean: teléfono, tabletas, ordenadores…, ni siquiera Internet y nuestro mundo sería totalmente diferente, tanto que se me hace imposible imaginarlo.
Llorenç Huget Rotger es catedrático de la Universitat de les Illes Balears.