Informática para el conocimiento

Se puede considerar a Charles Babbage (Inglaterra, 1792–1877) y a su amiga Augusta Ada Byron (1815–1852) como los principales precursores de la computación, ya que concibieron un modelo conceptual de máquina llamada “Motor analítico” que tendría un “molino” (“mill”) – que sería su centro lógico (equivalente a la unidad aritmética de hoy) –, una unidad de control y una memoria, y sería capaz de manipular símbolos siguiendo reglas definidas. Y aseguraban que no había ninguna razón por la cual estos símbolos sólo debieran ser números y ecuaciones. 

Sin embargo, hubo que esperar la década de 1930 para ver la construcción de las primeras máquinas capaces de operar realmente. Entre 1934 y 1939, en Alemania, Konrad Suze construyó dos máquinas electromecánicas de cálculo que se acercaban bastante a lo que sería el primer ordenador. La “Z1” contaba con un teclado y algunas lámparas que indicaban valores binarios. Posteriormente, la “Z2” fue una versión mejorada, que utilizaba relés electromagnéticos. En 1943, en Gran Bretaña, Alan Turing participó en la construcción del “Colossus”, un ordenador cuya única función era descifrar en pocos segundos los mensajes encriptados generados por la máquina “Enigma” alemana. Funcionaba con 2.400 válvulas y 5 paneles de lectura óptica de cintas perforadas, capaz también de imprimir los mensajes descifrados. 

El primer ordenador, de tipo electromecánico – es decir basado en interruptores magnéticos (electroimanes) –, fue el MARK I, desarrollado por Howard Aiken y James Bryce en la Universidad de Harvard en convenio con IBM, que entró a funcionar en 1944. Este recibía y entregaba información en cintas perforadas, demorándose un segundo por cada 10 operaciones. En 1947, John P. Eckert y John W. Mauchly construyeron, en la Universidad de Pennsylvania, el ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator), primer ordenador electrónico, compuesto de 17.468 tubos de vacío (más resistencias, condensadores, etc.), con 30 toneladas de peso. Para efectuar diferentes operaciones, debían cambiarse las conexiones (cables) como en las antiguas centrales telefónicas, lo cual era un trabajo que podía tomar varios días. En 1,5 segundos podía calcular le potencia 5000 de un número de 5 cifras. Este tipo de máquinas constituyó la llamada “primera generación” de los computadores. El mismo año 1947 apareció el transistor, pero hubo que esperar hasta 1955 para que ocuparan el lugar de las válvulas en una nueva generación de máquinas. Pronto llegó la “integración”, es decir la confección de “galletas” (chips) reuniendo múltiples transistores y componentes asociados en una sola pieza de silicio. Producto de este avance, la compañía Intel lanzó en 1971 el primer microprocesador, permitiendo la aparición – diez años más tarde – de los primeros computadores personales (PC). 

Con esta breve retrospectiva – y a la vista de lo que tenemos hoy a nuestra disposición – es fácil ver que la tecnología ha evolucionado en forma cada vez más rápida. El siguiente gráfico muestra esta evolución, dividida en las cinco generaciones o “cambios de paradigma”, mostrando en particular como ha crecido el poder de cálculo en relación al coste de los procesadores. Nótese especialmente que la escala es logarítmica, es decir que cada nueva franja horizontal es una múltiplicación de la anterior (valor exponencial). El gráfico es de R. Kurzweil (p.74):

A mediados de la década de 1970, Gordon Moore, un inventor de circuitos integrados que fue más tarde presidente de Intel, observó cómo cada veinticuatro meses era posible doblar el número de transistores que se podían encajar en un circuito integrado. Es lo que se conoce desde entonces como la “ley de Moore”, que se ha verificado hasta ahora y podría seguir vigente por muchos años gracias a nuevos descubrimientos en materia de física de semi–conductores.

“La principal fuerza impulsora de la ley de Moore es la reducción en el tamaño de los dispositivos semiconductores, que en todas sus dimensiones se divide por la mitad cada 5,4 años. Dado que los chips son funcionalmente bidimensionales, esto significa un doblaje en el número de elementos por milímetro cuadrado cada 2,7 años.” (Kurzweil, p.64) 
“A medida que se han hecho más pequeños y menos caros, los transistores también se han vuelto mil veces más rápidos en los últimos treinta años. Esto es así porque los electrones tienen que recorrer menos distancia.” (ibidem, p.68)

El siguiente gráfico ilustra esta evolución de los procesadores fabricados por Intel en relación a su rendimiento. Nótese especialmente que la escala es logarítmica, es decir que cada nueva franja horizontal es una múltiplicación (por 10) de la anterior. El rendimiento de los procesadores medido en MIPS se ha doblado cada 1,8 años y el número de transistores en cada processador se ha duplicado cada año. (De Kurzweil, p.71).

Estamos en una etapa en que los procesadores ya tienen varios núcleos (trabajo en paralelo) y se están empezando a colocarlos en capas (paando de lo bi– a lo tridimensional). También se investigan otras “arquitecturas”, como – a nivel atómico – el uso del espín (giro) de los electrones, de los fotones (fotónica) y incluso de los elementos subatómicos (cuántica) o biológicos (biocomputación). Con todo ello,

• “El ritmo de cambio de paradigma (la innovación tecnológica) se acelera. En estos momentos se dobla cada década.
• La potencia (la relación precio–rendimiento, la velocidad, la capacidad y el ancho de banda) de las tecnologías de la información crece exponencialmente a un ritmo todavía mayor. Actualmente se dobla aproximadamente cada año. Este principio es aplicable a una amplia variedad de medidas, incluyendo la cantidad de conocimiento humano.
• Para las tecnologías de la información existe un segundo nivel de crecimiento exponencial: un crecimiento exponencial en el ritmo de crecimiento exponencial (en el exponente). La razón es la siguiente: a medida que una tecnología se vuelve más eficiente con respecto a sus costes, más recursos se emplean en su desarrollo, de manera que el ritmo de crecimiento exponencial aumenta con el tiempo. Por ejemplo, la industria de los ordenadores en la década de 1940 consistía en un puñado de proyectos que ahora son históricamente importantes. Los ingresos provenientes de la industria de los ordenadores hoy supera el billón de dólares, de manera que los presupuestos destinados a la investigación y desarrollo en este campo son comparativamente superiores.” (Kurzweil, p.27).
“Los primeros ordenadores fueron diseñados en papel y ensamblados a mano. Hoy son diseñados en terminales informáticos donde los propios ordenadores idean muchos de los detalles del diseño de la siguiente generación, y después son producidos en fábricas totalmente automatizadas donde la intervención humana es mínima. El proceso evolutivo de la tecnología mejora sus capacidades de forma exponencial y los innovadores buscan multiplicar las posibilidades de mejora. La innovación es multiplicativa, no aditiva. La tecnología, como cualquier otro proceso evolutivo, se construye sobre sí misma.” (ibidem, p.45)

Como lo muestra Kurzweil, el cambio tecnológico es exponencial y pronto será tal que la tecnología de procesamiento podrá ser acoplada directamente al cerebro, multiplicando enormemente el poder de cada uno para conocer. Se abrirá, dice este autor, una nueva era para la humanidad, que "permitirá que nuestra civilización humano-máquina trascienda las limitaciones de las tan solo cien billones de conexiones extremadamente lentas del cerebro humano [...] superando las profundas limitaciones de la evolución biológica" (pp.22-23).

"Esto ya ha comenzado con la benigna introducción de dispositivos tales como implantes neuronales para aliviar discapacidades y enfermedades. Se harán progresos con la introducción de nanorobots en el torrente sanguíneo, los cuales serán inicialmente desarrollados para aplicaciones médicas y contra el envejecimiento. Más tarde, nanorobots más sofisticados harán de interfaces con nuestras neuronas biológicas para mejorar nuestros sentidos, proporcionando con ello realidad virtual y aumentada procedente del interior del sistema nervioso. También ayudarán a nuestra memoria y realizarán otras tareas cognitivas rutinarias. Entonces seremos cyborgs, y desde ese punto de apoyo en el interior de nuestros cerebros la parte no biológica de nuestra inteligencia expandirá sus capacidades exponencialmente." (p.432)

Será la "quinta época" y podría haber una sexta, en que todo el universo se podría volver inteligente, como mostrado en el post anterior.

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Referencia: Kurzweil, R.: La singularidad está cerca, Lola Books, Berlín, 2012.