La palabra “algoritmo” despierta inquietud. Se dice que controlan nuestras vidas. Que su empleo está eliminando muchos trabajos, basta observar la cantidad de gestiones que realizamos desde nuestros teléfonos móviles reemplazando a actividades que antes eran realizadas por personas, pero en paralelo se están creando nuevas profesiones. Los algoritmos han permitido la existencia de las redes sociales que incrementan los contactos entre personas y la trasmisión de buena información pero también de bulos. La irrupción de la Inteligencia Artificial (IA) nos lleva a una nueva era. La IA son algoritmo muy sofisticados que pueden realizar actividades que se consideraban tipicamente humanas. Algunos nos alertan que la IA puede progresar tanto que acabará independizándose de sus creadores. Quienes así piensan no son solo “conspiranoicos”, algunos científicos de gran renombre como Stephen Hawking advierten de este riesgo. Los algoritmos no han surgido en los últimos años, son el fruto de cientos de años de desarrollo del pensamiento científico. En la Grecia Clásica se pusieron las bases de los algoritmos actuales. Este fascinante tema es la que le dedicamos este programa de Eureka realizado por Marta Vázquez y yo mismo (Guillermo Sánchez) que puede ver AQUÍ , o en audio (Puedes descargar el podcast: en Radio USAL: AQUÍ o en IVOOX ).
El origen
La historia empezó hace mucho tiempo. Cuando los humanos aprendieron a contar y a sumar estaban utilizando algoritmos. Un argoritmo es simplemente un procediento en el que a unos datos de entrada, se les aplica unas reglas y se genera una salida. Por ejemplo: para calcular como repartir 12 plátanos entre 4 personas (datos de entrada), lo que hacemos es aplicar una regla (la operación dividir), y obtenemos un resultado (la salida) de 3 platanos. Fue precisamene la contabilidad la que introdujo los primeros algoritmos.
Quizas el documento mas antiguo (1650 a.C) y completo sobre algoritmos es el conocido como papiro Rhind o de Ahmes (el escriba que lo escribió), de 6 x 0.33 m , encontrado en Tebas, Egipto. Incluye reglas de aritméticas básicas, fracciones, cálculo de áreas, volúmenes, progresiones, repartos proporcionales, reglas de tres, ecuaciones lineales y trigonometría básica. Se supone que es una recopilación del saber matemático de su tiempo.
Papiro de Ahmes o papiro Rhind. Wikipedia
El primer computador
El desarrollo de los algoritmos ha estado jalonado por grandes saltos teoricos y tecnológicos, frecuentemente ambas actividades son indisociables.
Las bases la sentaron Los Elementos de Euclides y los trabajos de Arquímides, en particular su método para determinar los decimales del número Pi.
También detras de Arquimides está uno de esos grandes saltos: El increible mecanismo de Anticitera, cuya historia ya hemos contado en este blog: Anticitera, el computador que llegó del fondo del mar (I, II, III).
Esta tecnología no tuvo continuidad, de hecho desapareció por mas de 1500 años. Si el desarrollo de este primer computador, dedicado a cálculos astronómicos, hubiese continuado extendiendose a otras aplicaciones probablemente el desarrollo de las matemáticas habría sido muy distinto.
Hasta la invencion de los ordenadores modernos, genios como Newton o Gauss desarrollaron métodos de calculo numérico que apenas podian utilizarse en aplicaciones prácticas, tendrian que esperar a la segunda mitad del siglo XX, con la llegada de los computadores electrónicos, para ser utilizados rutinariamente.
No puedo olvidar a un hombre singular: Leonardo Torres Quevedo que construyó a principio del s. XX un ajedrez dotado de un mecanisco capaz de ganar una final de torre y rey contra rey.
La máquina analítica
El primer gran intento de construir una máquina de calcular versatil fue la máquina analítica de Bubbage, para la que Ada Lovelace escribio lo que muchos consideran el primer programa.
Aunque no llegó a fabricarse (realmente se hizo muchos años despues para un museo) muchos lo consideran el primer ordenador moderno.
Alan Turing
El gran salto conceptual lo dió el genial matemático Alan Turing en un artículo clave en el que describe la conocida como maquina universal de Turing. El artículo era la respuesta al reto planteado por David Hilbert en el VII Congreso Internacional de Matemáticas (Bolonia, 1928).
Un introducción en video muy básica a la Maquina de Turing, la puedes ver en DERIVANDO. Otra mas elaborada por Javier García AQUÍ.
La construcción real de un ordenador moderno esta asociada a otro genial matematico: John von Neumann.
El gran salto
La combinación algoritmos, computadores superrapidos, internet, y moviles “inteligentes” nos llevan a la era dorada de los algoritmos.
Algunas demostraciones espectaculares como fue la derrota del entonces campeon del mundo G. Kasparov por el ordenador de IBM Deep Blue (en su segunda versión, Deep Blueper) demostraron que la combinación Computador/Algoritmo podían superar a las personas en actividades que se consideranban tipicamente humanas.
El autoaprendizaje (o Machine Learning) y las redes neuronales
El último gran salto ha sido el empleo de lo que se conoce como aprendizaje automatico, basado en redes neuronales cuyo origen se remona a los años cincuenta (del s. XX) y en la figura de Marvin Minsky
Sobre redes neuronales la mejor introducción en video que conozco es la que puedes ver en: https://www.youtube.com/watch?v=jKCQsndqEGQ
Desde el punto de vista de programación incluyo algunos capítulos en mi libro: Mathematica Beyond Mathematics. The Wolfram Language in the Real World (2nd Edition)
Los avances mas recientes son sorprentendes:
Por ejemplo en OpenAI incluye varios tipos de algoritmos: Con GPT-3 podemos pedir escriba un cuento basado en una ideas iniciales o, con DALL-E, que dibuje un cuadro a partir de las frases que le demos.
No se queda atrás DeepMind. Ha ido creando programas sorprendentes que nos superan de lejos jugando al ajedrez (AlphaZero) o al go (AlphaGo). La misma técnica la han ido aplicando a campos muy varidos como es el plegamiento de proteinas (AlphaFold). Incluso es capaz de realizar operaciones con matrices (AlphaTensor) de forma mas eficiente que los mejores algoritmos realizados por personas.
El test que propuso Turing para identificar si una maquina era inteligente seria superado por algunos de los algoritmos actuales como puede verse AQUI. Sin embargo, eso no significa que estos algoritmos sean humanos, pues por ahora lo que hacen es imitar y superar algunas de las cosas que creiamos que nos definian como humananos. Pero son incapaces de sentir alegria o tristeza, amar, empatizar, enfadarse y otras funciones que son las que realmente nos hace humanos.
Otro ejemplo es Wolfram Alpha: https://www.wolframalpha.com/, nos encontramos con posibilidades sorprendente. Puede hacer calculos complejos preguntados en el lenguaje natural. Veamos un ejemplo sencillo: Rita tiene 12 canicas más que Pedro. Pedro tiene 6 canicas más que Berta. Rita tiene el doble de canicas que Berta. ¿Cuántas canicas tiene Pedro? El programa llega a la respuesta paso a paso.
El número de algoritmos basados en IA crece cada día mas para todo tipo de aplicaciones como es manejar drones:
https://www.youtube.com/watch?v=qEVx5t5l6Zw.
¿Y el futuro?
El futuro no está escrito, lo que podemos hacer es especular y es lo que hago en el relato: Los incredulos. (o en versión radiofonica AQUÍ)
El programa en YouTube e Ivoox
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