Las notas finales de hace 180 años que predijeron el futuro de la computación

Por Jack Murtagh

Muchos campos de la ciencia pueden señalar un documento fundamental: Isaac Newton Principios para la física de la mecánica clásica o la de Charles Darwin En el origen de las especies para la biología evolutiva. Pero sólo la informática puede afirmar que su documento fundamental se esconde en las notas finales.

Augusta Ada King, Condesa de Lovelace, más conocida como Ada Lovelace, recibió el encargo en 1842 de traducir un artículo sobre la primera computadora de propósito general del mundo. Adjuntó sus propias anotaciones, que eran tres veces más largas que el artículo original y lo eclipsaban por completo en términos de contenido técnico y conocimientos filosóficos. Con una previsión impresionante, la establecieron como la primera persona en imaginar las capacidades universales de las computadoras que hoy damos por sentado.

Aunque todo el mundo conoce al padre de Lovelace, ella nunca lo conoció personalmente. Lord Byron, célebre por su poesía romántica, fue según todos los indicios un marido podrido y un padre ausente. (Después de conocer por primera vez a Lord Byron en 1812, la aristócrata Lady Caroline Lamb aparentemente lo llamó “loco, malo y peligroso de saber.”) El breve y tumultuoso matrimonio de los padres de Lovelace terminó con Lady Byron, de soltera Annabella Milbanke, acusándolo de abuso e infidelidad apenas cinco semanas después del nacimiento de su hija. Aunque nunca volvieron a verse, Lord Byron tuvo al menos dos efectos duraderos en su hija. Por un lado, mantuvo curiosidad por él y su trabajo y percibió gran parte de su visión científica posterior del mundo a través de una lente poética. En segundo lugar, Lady Byron creía que podía proteger a Lovelace de heredar el temperamento errático de su padre alejándola de los estudios literarios y en su lugar fomentando su interés por las ciencias y las matemáticas.

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La asociación que definiría la vida intelectual de Lovelace vendría a través del erudito Charles Babbage, a quien conoció cuando tenía 17 años. En 1833, el año en que se conocieron, Babbage había comenzado a diseñar la primera computadora mecánica de propósito general, llamada el motor analítico. La idea cautivó a Lovelace y los dos se hicieron amigos y colaboradores cercanos.

Si alguna vez hubiera logrado construirlo, la máquina analítica de Babbage habría sido una maravilla para la vista. Los bocetos y las hojas de especificaciones representan una bestia intrincada con columnas de engranajes que se elevan a 15 pies de alto, paneles de palanca que giran al unísono y miles de piezas móviles agitándose en una especie de orquesta steampunk. Aunque irreconocible como el antepasado de su computadora portátil, el dispositivo contenía la mayoría de los mismos componentes que conocemos en la arquitectura informática moderna. Contaba con una unidad central de procesamiento llamada molino para realizar aritmética operaciones, almacenamiento de memoria, capacidades de entrada para leer datos y programas, e incluso una impresora.

Tenga en cuenta que la era es anterior a la electrónica, por lo que el vapor habría impulsado todas estas funciones. Cada columna de engranajes apilaba 40 engranajes con 10 dientes, cada uno etiquetado del 0 al 9 para almacenar un número de 40 dígitos, muy parecido a los discos de una cerradura de combinación. La fábrica podría calcular estas cifras mediante complicados procedimientos de rotación e intercambio de engranajes. Pero el secreto que separaba al motor analítico de sus predecesores era que era programable.

El diseño se inspiró en la máquina jacquard, que se adjuntó a un telar y revolucionó la industria textil del siglo XIX al automatizar el tejido mediante tecnología de tarjetas perforadas. Al igual que la máquina Jacquard, el motor analítico podría haber leído instrucciones en forma de agujeros perforados en cartulina. Babbage había construido un prototipo para un dispositivo anterior llamado motor diferencial (actualmente en exhibición en el Museo de Ciencias de Londres), que podría calcular mecánicamente un conjunto preestablecido de operaciones, como ciertos logaritmos y funciones trigonométricas. Lo abandonó porque vio un mayor potencial en una máquina que pudiera programarse para realizar cálculos arbitrarios.

La programabilidad eleva una máquina de una simple calculadora a una computadora. El motor analítico habría podido elegir qué instrucción seguir en función del resultado de un cálculo previo, una habilidad llamada bifurcación condicional. Esta capacidad habría permitido a la máquina llevar a cabo instrucciones avanzadas como declaraciones if-else y bucles que se ven en los lenguajes de programación actuales. Aunque Babbage entendía el poder de la programabilidad, todavía veía el motor analítico como una herramienta puramente dispositivo matemático. Sólo Lovelace previó el verdadero potencial de la computadora.

Diez años después de que Lovelace supiera por primera vez sobre la máquina analítica, recibió el encargo de traducir un artículo sobre el tema escrito por el matemático e ingeniero Luigi Federico Menabrea (quien llegaría a ser el séptimo primer ministro de Italia). Al poseer un conocimiento mucho más detallado del motor que Menabrea, Lovelace corrigió sus errores y agregó siete de sus propias notas finalesque por sí solos constituyen un documento decisivo en la historia de la computación.

Muchas retrospectivas se centran en “Nota G”porque contiene el primer programa informático publicado. El programa de Lovelace calcula Números de Bernoulli, que desempeñan un papel fundamental en una rama de las matemáticas llamada análisis. Su método de cálculo utilizó más pasos computacionales de los necesarios, pero eligió esta táctica deliberadamente para mostrar el poder y la flexibilidad de la máquina. Aunque muchos la atribuyen a ella como la primera programadora informática, algunos historiadores sostienen que que los programas inéditos eran anteriores a sus notas y que técnicamente el Note G no contiene un programa como lo llamaríamos hoy sino más bien un seguimiento de ejecución—un registro de cada operación realizada durante la ejecución de un programa. Considero que tales objeciones son discutibles porque diría que el apodo de “primer programador de computadoras” subestima la sabiduría que se encuentra en el resto de sus notas.

Babbage vio el motor analítico como un dispositivo matemático. Después de todo, almacenaba y operaba principalmente con números. Pero Lovelace reconoció que una máquina diseñada para procesar números podría hacer mucho más. si los números representaran otras cosas. Por ejemplo, escribió en las notas finales: “Suponiendo, por ejemplo, que las relaciones fundamentales de los sonidos agudos en la ciencia de la armonía y de la composición musical fueran susceptibles de tal expresión y adaptación, el motor podría componer piezas musicales elaboradas y científicas de cualquier grado de complejidad o extensión”. Ahora, unos 180 años después, herramientas de inteligencia artificial generativa como Suno y Audio Puede componer música a partir de indicaciones basadas en texto.

La idea de Lovelace marca un profundo salto conceptual que no se formalizaría hasta dentro de un siglo con el trabajo de Alan Turing: Fundamentalmente, la computación implica la manipulación de símbolos de acuerdo con reglas. No hay límite en lo que representan esos símbolos. Esta idea está integrada en el modelo matemático de cálculo de Turing y se originó con Lovelace. Hoy damos por sentado que los mismos bits de ceros y unos codifican todo tipo de medios (texto, imágenes, audio, vídeo), pero es difícil comprender que este futuro se hubiera imaginado incluso antes de que se construyera la primera computadora.

Lovelace también habló explícitamente de la inteligencia artificial, iniciando un debate que define la era moderna. Concluyó en sus notas finales que el motor analítico no sería inteligente porque no originaría nada, argumentando que “puede hacer cualquier cosa que queramos”. saber como pedirlo actuar.» Turing desafió a Lovelace por su nombre en su artículo seminal sobre “máquinas pensantes”. Aunque admitió que las computadoras simplemente hacen lo que se les dice, Turing sugirió que todavía tienen el poder de sorprendernos. Turing reconoció que Lovelace nunca tuvo la oportunidad de interactuar con una computadora y, por lo tanto, carecía de la ventaja de experimentar esa sorpresa por sí misma. En el panorama actual de la IA, muchos creen que las máquinas pueden exhibir inteligencia (aunque los que se resisten al bando de Lovelace son no es difícil de encontrar). El hecho de que Lovelace incluso entretenido la pregunta de si un montón de engranajes que sólo habían sido esbozados en papel sería inteligente muestra cuán adelantada estaba a su tiempo.

En última instancia, la relación conflictiva de Babbage con el gobierno británico significó que nunca consiguió suficiente financiación para darle vida al motor analítico. Es curioso contrastar las palabras proféticas de Lovelace sobre el potencial de las computadoras con una cita del entonces primer ministro del Reino Unido, Robert Peel: “¿Qué haremos para deshacernos del señor Babbage y su máquina de calcular? Seguramente, si se completara, no tendría ningún valor desde el punto de vista científico.