domingo, 9 de marzo de 2025

Los aportes de Claude Shannon

Hace un par de días hablé sobre la lógica de Boole y su importancia para el actual mundo de la computación. Pues bien, hoy me referiré al matemático, ingeniero eléctrico y criptógrafo estadounidense, Claude Shannon (1916-2001), considerado como uno de los padres de la teoría de la información y precursor de la era digital gracias a sus contribuciones fundamentales para la programación y la comunicación. 

En Michigan se había graduado como ingeniero eléctrico y matemático, y había tomado un curso de filosofía en el que conoció la obra del filósofo del siglo XIX, George Boole. A sus 32 años, en 1948, publicó lo que la revista Scientific American llamó "la Carta Magna de la era de la información", pues inventó el bit, y explicó cómo comprimir y enviar cualquier mensaje con perfecta precisión. Ese texto, Una Teoría Matemática de la Comunicación, sentó las bases de la teoría de la información. Este trabajo revolucionario introdujo el concepto de "bit" como unidad básica de información y estableció un marco matemático para medir y transmitir información de manera eficiente.

Shannon desarrolló el concepto de "entropía de la información", que mide la incertidumbre o la cantidad de información contenida en un mensaje. Su teoría permitió comprender y optimizar la transmisión de información a través de canales ruidosos, lo que es esencial para las telecomunicaciones modernas. Tomó las ideas del álgebra de Boole, en las que a las afirmaciones se les asignan valores simples: 1 a las verdaderas, y 0 a las falsas. Basándose en esa teoría, Shannon aplicó el valor "1" a los circuitos abiertos y el valor "0" a los cerrados. 

Durante la Segunda Guerra Mundial, Shannon realizó investigaciones para mejorar la seguridad de las comunicaciones militares. Sus trabajos en criptografía establecieron principios fundamentales para el diseño de sistemas de cifrado seguros. En este período trabajó también para los Laboratorios de Bell Telephone, y junto con el ingeniero Warren Weaver propuso un modelo de comunicación que hoy conocemos que el paradigma de Shannon y Weaver. Esta teoría está relacionada con las leyes matemáticas que rigen la transmisión y el procesamiento de la información y se ocupa de la medición de la información y de la representación de la misma, así como también de la capacidad de los sistemas de comunicación para transmitir y procesar información y superar los ruidos presentes en el proceso. Esta teoría de la información es una rama de la teoría de la probabilidad que estudia la información y todo lo relacionado con ella: canales, compresión de datos y criptografía, entre otros.

Luego, en su tesis de maestría, Shannon aplicó el álgebra booleana al diseño de circuitos eléctricos, lo que sentó las bases para la lógica digital y la computación moderna. Su trabajo permitió simplificar y optimizar el diseño de circuitos, lo que fue crucial para el desarrollo de las computadoras. "Simplemente sucedió que nadie más estaba familiarizado con esos dos campos al mismo tiempo", dijo alguna vez, y agregó: "Siempre me ha gustado esa palabra, booleano". Todo eso se conjugó cuando observó que la relación entre los interruptores eléctricos y la corriente podía imitar el proceso intelectual de la lógica simbólica y las matemáticas. Los interruptores del circuito de control, que podían abrirse y cerrarse automáticamente, correspondían a la elección binaria de la lógica, en la que una afirmación es verdadera o falsa. De esta forma, su contribución dio la arquitectura intelectual de internet y la era digital.

Es fácil imaginar un teléfono inteligente, pero más difícil imaginar las ideas sobre la naturaleza de la información y la comunicación que hicieron posible ese teléfono inteligente y el diseño de circuitos digitales que le rigen. Definitivamente, las contribuciones de Claude Shannon fueron esenciales para el desarrollo de tecnologías como la programación de computadoras, de internet, las comunicaciones móviles y la inteligencia artificial.

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