Computación: más allá de los límites de la

Concurso
Reporteros en la Red
2013-2014
2º Premio ESO
Computación: más allá de
los límites de la tecnología
Autora:
Profesora:
Colegio:
Irene Gracia Pérez
Mª Teresa Pelacho López
Sansueña (Zaragoza)
Laboratorio Virtual Ibercaja
C/ Joaquín Costa, 13
50001 - Zaragoza
labvirtual@ibercajalav.net
http://www.ibercajalav.net
Concurso Reporteros en la Red 2013-2014
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Laboratorio Virtual Ibercaja
La Tecnología y el hombre
La Tecnología ha sido, a lo largo de los
tiempos, uno de los más fieles aliados
del hombre. Desde las rudimentarias
herramientas del Paleolítico, fabricadas
con hueso y piedra, hasta los actuales
microprocesadores,
los
avances
tecnológicos han ido marcando los
pasos del desarrollo de grandes
civilizaciones.
El número de innovaciones se ha
incrementado exponencialmente en
estas
últimas
décadas
e,
inevitablemente, surge una pregunta
que todos se han hecho alguna vez:
¿hasta dónde llegarán?
Cada vez más pequeños, cada vez
más potentes
Para ilustrar este fenómeno basta con
analizar detenidamente el origen y
evolución de uno de los aparatos más
cotidianos, que la gran mayoría utiliza
en su vida diaria: el ordenador.
Y es que existe una diferencia abismal
entre los ordenadores que utilizamos
hoy en día y la primera computadora
totalmente electrónica de la Historia,
presentada públicamente en el año
1946: la ENIAC. Ésta funcionaba con
unas 18.000 válvulas de vacío,
ocupaba un sótano entero y consumía
la exorbitante cantidad de unos
160.000 W de potencia eléctrica. Fue
utilizada para cálculos militares y tan
sólo contaba con la capacidad de
realizar
5.000
sumas
y
300
multiplicaciones por segundo… unas
3000 veces menos eficaz que cualquier
ordenador actual.
Imagen 1: fotografía de la ENIAC,
localizada en Filadelfia, Pensilvania.
El procesamiento de información
también era muy distinto. Constaba de
un dispositivo que colocaba marcas
magnéticas sobre un tambor en
rotación y, según la magnetización de
cada uno de los minúsculos imanes
que lo recubrían, se entendía que se
había grabado un dato u otro. Éste es
considerado el predecesor de los
discos duros.
Tras el invento del transistor en 1947,
emergió una nueva generación de
ordenadores más pequeños, rápidos y
versátiles que los anteriores. El sistema
de almacenamiento de información
empezó a ser de redes de núcleos
magnéticos en los que se guardaban
datos e instrucciones; los programas
también mejoraron y las computadoras
adquirieron
aplicaciones
en
las
compañías aéreas y en las empresas.
El primer circuito integrado de la
Historia, ideado por el ingeniero Jack
Kilby en 1958, desencadenó el
desarrollo de ordenadores todavía más
rápidos y pequeños, más eficientes y
con capacidad para ejecutar varios
programas
simultáneamente
(multiprogramación).
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Imagen 2: primer circuito integrado de
la Historia.
A partir de 1971, las memorias con
núcleos magnéticos dieron paso a las
de
chips
y
se
inventó
el
microprocesador. Pero no fue hasta
diez años más tarde, al aparecer el
ordenador personal (PC), cuando éste
adquirió un papel esencial en las
Telecomunicaciones y ha llegado a ser
una de las máquinas más utilizadas en
el día a día de las personas.
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a los que se enfrenta la Informática
contemporánea es el diseño y
construcción de los ya célebres
ordenadores cuánticos. El objetivo de
éstos es común al de cualquier
ordenador
convencional:
hacer
cálculos, con la diferencia de que una
computadora cuántica tendría una
potencia increíblemente mayor y podría
realizar fácilmente operaciones que a
los ordenadores actuales les llevaría
años completar. Pero, ¿qué es lo que
los hace tan especiales?
El secreto reside en la unidad básica
de información. En el caso de las
computadoras convencionales, esta
unidad
se
denomina
“bit”
y
corresponde, o bien a un 0, o a un 1.
Las combinaciones posibles entre bits,
por tanto, son limitadas.
Con los años, se tiende a la
microminiaturización
de
sus
componentes básicos y, por tanto, a la
mayor eficacia. Basta con decir que,
hoy día, un PC estándar cuenta con
mayor capacidad que el ordenador de
la NASA que guió a la nave Apolo XI
hasta la Luna en 1969.
Imagen 4: representación de las 4
únicas combinaciones posibles
teniendo 2 bits.
Imagen 3: comparación de un
microchip con la yema de un dedo
humano. Se tiende a la miniaturización.
Computación cuántica, ¿ficción o
realidad?
Pero el camino no acaba aquí.
Actualmente, uno de los mayores retos
En cambio, un ordenador cuántico tiene
una unidad básica distinta: el qubit,
también llamado “bit cuántico”. Estos
qubits
son
partículas
ultramicroscópicas (átomos, fotones…)
que están sujetas a las leyes de la
Mecánica Cuántica, por lo que
presentan un comportamiento distinto.
Mientras que, como ya se ha
mencionado, un bit sólo puede ser un 0
o un 1, un qubit también puede estar en
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un estado de superposición, es decir,
puede ser un 0 y un 1 a la vez.
Imagen 5: código binario, el lenguaje
lógico de los ordenadores. Un qubit
puede ser un 0 y un 1 al mismo tiempo.
Esta propiedad permite un gran número
de distintas combinaciones que los
ordenadores tradicionales no ofrecen,
lo que confiere a estos computadores
cuánticos una capacidad y velocidad de
cálculo extraordinarias.
La principal dificultad que conlleva la
construcción de estas máquinas es que
el fenómeno de la superposición se
destruye al interactuar con cualquier
otro sistema como, por ejemplo, al
entrar en contacto con el aire, por lo
que los qubits deben permanecer
aislados.
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Consiste en la inteligencia exhibida por
aparatos y máquinas construidos por el
hombre, basándose en la velocidad
computacional de éstas para calcular
algoritmos matemáticos.
Tras el surgimiento de un problema, el
cerebro humano explora las posibles
vías de resolución y elige el camino
que encuentra más correcto para
solucionarlo. La IA se fundamenta en
ese mismo método, contando con la
utilización de máquinas “superveloces”
capaces de realizar hasta un billón de
operaciones por segundo, lo que les
permite analizar exhaustivamente todas
las posibilidades, eligiendo así la más
conveniente. Esta ventaja resulta muy
provechosa, entre otras cosas, jugando
al ajedrez. De hecho, el 10 de febrero
de 1996, tras una larga partida contra
el afamado Garry Kasparov, la
computadora “Deep Blue”, desarrollada
por IBM, se convirtió en el primer
contrincante no humano en ganar un
juego de ajedrez contra un campeón
del mundo.
Por otra parte, aún estarían por
solucionar
los complejos problemas
relacionados con la seguridad en la
transmisión de información.
Hasta la fecha se han construido
prototipos de 15 átomos, pero se
necesitan unos 10.000 para lograr uno
a gran escala y apto para su utilización.
Cosa que, según el panorama actual,
puede suponer aún varias décadas.
El desarrollo
Artificial
de
la
Inteligencia
Otro de los campos que también ha
avanzado
notoriamente
es
la
Inteligencia Artificial (en adelante IA).
Imagen 6: Garry Kasparov jugando
contra “Deep Blue” (1996).
La computación cuántica también
tendrá un papel importante en esta
área de la Ciencia, en la rama dedicada
al aprendizaje de las máquinas
(“Machine Learning”), es decir, en el
diseño de procesos a partir de los
cuales un ordenador es capaz de
adaptarse al entorno y realizar tareas,
aprendiendo de sus propios errores y
mejorando con la experiencia. Con el
aporte de la computación cuántica, se
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reducirán
considerablemente
los
tiempos de ejecución de dichos
programas.
Singularidad tecnológica, la última
frontera
Bien es sabido que el hombre
construye aparatos a un ritmo
acelerado, y que la tecnología avanza
notablemente mientras que la evolución
humana progresa con mayor lentitud.
Pero, ¿qué pasaría si la capacidad
intelectual de una máquina superara a
la del intelecto humano?
Este fenómeno,
conocido
como
“singularidad
tecnológica”,
fue
planteado por primera vez hacia el año
1965, por el estadístico y criptólogo
Irving J. Good. Éste alegaba que una
máquina “superinteligente” podría ser
capaz de diseñar otra con facultades
superiores que repitiera el proceso de
diseño y creación de otro computador
aún
más
capacitado,
y
así
sucesivamente, por lo que se
produciría un crecimiento constante y
en progresión geométrica de la
inteligencia. Llegaría un momento en el
que
seríamos
incapaces
de
comprender el procesamiento mental y
los razonamientos de esta nueva
civilización suprema; comparada con
ellos, la humanidad tendría una
inteligencia equivalente a la de un ratón
frente a la de un hombre.
Otras formas de llegar a la singularidad
son:
la
creación
de
redes
computacionales (similares a las redes
neuronales), la manipulación genética
para crear “superhumanos”, y la
intensa interacción hombre-máquina.
Imagen 7: ¿seremos capaces, algún
día, de crear un interfaz de red mentemáquina y disponer de ordenadores
que realicen cálculos para nosotros?
En cualquier caso, esta hipótesis
predice que los cambios serían tan
drásticos que toda la sociedad en sí se
transformaría: la política, la economía...
e incluso la morfología del propio
cuerpo humano. Hay quien postula el
advenimiento de un post-humanismo,
en donde el Planeta estaría controlado
por estos seres superiores, dejando a
un lado a la especie humana.
Por
supuesto,
la
teoría
tiene
detractores, tales como el prestigioso
físico Roger Penrose, quien afirma que
ningún artefacto artificial logrará
rebasar jamás el intelecto humano.
Otros científicos consideran que,
debido al frenético desarrollo actual, la
tecnología caerá en recesión. Algunos
defensores
estiman
que
el
sometimiento humano ocurrirá dentro
de unos años; otros, de décadas. De
momento, no es posible hacer ninguna
predicción fiable.
Quién sabe si este fenómeno llegará a
darse algún día o si, por el contrario,
permanecerá olvidado en el cajón de
las elucubraciones científicas. Quién
sabe si la tecnología caerá en declive,
o continuará evolucionando con la
misma celeridad con que lo ha hecho
hasta ahora. El tiempo dará respuesta
a estas cuestiones.
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Referencias:
http://www.coit.es/foro/pub/ficheros/historia_de_los_ordenadores_dbce153a.pdf
Artículo sobre la historia del ordenador.
5-sep-2013
http://es.wikipedia.org/wiki/ENIAC
Características de la ENIAC.
5-sep-2013
http://www.abadiadigital.com/el-primer-circuito-integrado-de-la-historia/
Pequeño artículo sobre el primer circuito integrado.
5-sep-2013
http://www.abc.es/ciencia/20130106/abci-ignacio-cirac-tenemos-receta201301041338.html
http://www.terceracultura.net/tc/?p=584
Dos entrevistas a Juan Ignacio Cirac sobre los ordenadores cuánticos.
5-sep-2013
http://cibernetica.wordpress.com/2011/03/14/super-inteligencia-artificial/
Artículo en el que aparece la metodología de la IA.
3-sep-2013
http://www.fayerwayer.com/2011/02/hace-15-anos-una-computadora-cambio-elajedrez/
Artículo sobre la derrota del campeón de Ajedrez, Kasparov, jugando contra “Deep
Blue”.
3-sep-2013
http://eltamiz.com/2007/06/05/la-singularidad-tecnologica/
http://www.ojocientifico.com/3685/singularidad-tecnologica-fantasia-o-realidad
http://www.microsiervos.com/archivo/tecnologia/singularidad-tecnologica.html
Tres artículos sobre la singularidad tecnológica.
4-sep-2013
http://cibernetica.wordpress.com/2013/05/09/inteligencia-artificial-el-futuro-del-hombre/
Artículo en el que se reflexiona sobre el “después” de la singularidad.
4-sep-2013
Imagen 1
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Eniac.jpg
Imagen 2
http://1.bp.blogspot.com/qpEET5U1nGs/T97beO5sJII/AAAAAAAAABE/KNQJJ7h07Ms/s640/0109-CHIPA_x600.jpg
Imagen 3
http://www.undecimahora.org/nwo/img/01c.jpg
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Imagen 4
http://4.bp.blogspot.com/_hZirYz4ZefU/TNX5UlJAl5I/AAAAAAAAACg/hvDYHI7vSG0/s
320/focoos.jpg
Imagen 5
http://1.bp.blogspot.com/GQXFeZxqGOk/TreRaGDstaI/AAAAAAAAAD8/ZMzaAiaCozw/s400/unos-y-ceroscodigo-binario.jpg
Imagen 6
http://www.geekology.com.ar/wp-content/uploads/2012/10/Kasparov-Deep-Blue.jpg
Imagen 7
http://www.cac.es/digitalAssets/186416_cicG.jpg
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