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domingo, 9 de julio de 2023

_- Qué es el mecanismo de Anticitera, el objeto más misterioso de la historia de la tecnología que busca Indiana Jones en su última película

_- Después de quince años, Harrison Ford regresa a las pantallas en el papel del intrépido arqueólogo Indiana Jones.

Junto a una nueva coprotagonista, que interpreta la británica Phoebe Waller-Bridge, Indy vuelve a ponerse el sombrero y toma el látigo que lo han acompañado desde que sus aventuras empezaran en 1981 con "Cazadores del Arca Perdida".

En esta ocasión el artefacto que busca arrebatarles a los nazis es el que le da el título al filme, el "Dial del Destino", al que los personajes de la película se refieren como el Dial de Arquímedes.

Está basado en un objeto real, un antiguo artefacto griego descubierto por arqueólogos en 1900: el mecanismo de Anticitera.

Es poco probable que este mecanismo -de casi 2.000 años de antigüedad- tuviera el poder de retrasar el tiempo, como lo tiene en la película.

Pero, ¿qué era en realidad el mecanismo de Anticitera? ¿para qué se diseñó? Y, ¿qué relación tiene con el famoso matemático griego que mencionan en la película?

Harrison Ford ha dicho que está será la última vez que interprete al famoso arqueólogo Indiana Jones.

El descubrimiento
De no haber sido por una tormenta en la rocosa isla griega de Anticitera hace poco más de un siglo, uno de los objetos más desconcertantes y complejos del mundo antiguo quizás no habría sido descubierto jamás.

Tras refugiarse en la isla, un equipo de buscadores de esponjas marinas decidieron ver si tenían suerte bajo esas aguas.

Se toparon en cambio con los restos de una galera romana que había naufragado en medio de otra tormenta hacía 2.000 años, cuando el Imperio romano empezó a conquistar las colonias griegas en el Mediterráneo.

Frágil, intrigante y repleto de sorpresas, el mecanismo se encuentra en el Museo Arqueológico Nacional en Atenas.

En la arena del fondo del mar estaba el cúmulo más grande de tesoros griegos que se haya encontrado jamás.

Entre las hermosas estatuas de cobre y mármol estaba el objeto más intrigante de la historia de la tecnología.

Es de bronce corroído, no más grande que una laptop moderna, hecha hace 2.000 años en la antigua Grecia.

Se lo conoce como el mecanismo de Anticitera. Y resultó ser una máquina del futuro.

"Si no lo hubieran descubierto en 1900, nadie se habría imaginado, ni siquiera creído, que algo así existía... ¡es tan sofisticado!", le dijo hace un tiempo a la BBC el matemático Tony Freeth.

Al principio, el artefacto no les decía nada a los científicos, pero luego notaron que tenía marcas e inscripciones.

"¡Imagínate: alguien, en algún lugar de la antigua Grecia, hizo una computadora mecánica!", señaló por su parte el físico griego Yanis Bitzakis quien, como Freeth, es parte del equipo internacional de investigación del asombroso artefacto.

"Es un mecanismo de una genialidad realmente sorprendente", añadió Freeth.
No están exagerando.

Tuvieron que pasar unos 1.500 años antes de que algo que se aproximara al mecanismo de Anticitera volviera a aparecer, en la forma de los primeros relojes mecánicos astronómicos en Europa.

Sin embargo, éstas son las conclusiones; entender qué era el misterioso objeto tomó tiempo, conocimientos y esfuerzo.

Uno de los problemas era su anacronismo.
El primero en examinar en detalle los 82 fragmentos recuperados fue el físico inglés y padre de la cienciometría Derek J. de Solla Price.

Empezó en los años 50 y en 1971, junto con el físico nuclear griego Charalampos Karakalos, tomó imágenes con rayos X y rayos gamma de las piezas.

Descubrieron que había 27 ruedas de engranaje adentro, y que era tremendamente complejo.

La primera sorpresa: adentro encontraron 27 ruedas de engranaje.

Números importantes
Los expertos habían logrado fechar con considerable precisión algunas de las otras piezas encontradas como de entre los años 70 a.C. y 50 a.C.

Pero un objeto tan extraordinario no podía datar de esa época. Quizás era mucho más moderno y sólo por casualidad había caído en el mismo sitio, pensaban varios.

Price adivinó que contar los dientes en cada rueda podía dar alguna pista sobre la función de la máquina.

Con imágenes bidimensionales, las ruedas se superponían, lo que dificultaba la tarea, pero logró establecer dos números: 127 y 235.

"Esos dos números eran muy importantes en la Grecia antigua", señala el astrónomo Mike Edmunds.

¿Sería posible que los estuvieran usando para seguir el movimiento de la Luna?

Los números que empezaron a surgir coincidían con los conocimientos de los griegos de la época. Lo incomprensible es que provinieran de ese objeto misterioso.

La idea era revolucionaria y tan avanzada que Price dudó de la autenticidad del objeto.

"Si los científicos griegos antiguos podían producir estos sistemas de engranaje hace dos milenios, toda la historia de la tecnología de Occidente tendría que reescribirse", resalta Freeth.

La Grecia de hace dos milenios es una de las culturas más creativas que hayan existido jamás, así que no estaba en tela de juicio cuán magnífico fue su desarrollo en todos los campos, incluso en astronomía, considerada entonces como una rama de las matemáticas.

Sabían cómo se movían los cuerpos celestiales en el espacio, podían calcular sus distancias y conocían la geometría de sus órbitas.

¿Habrían sido capaces de meter astronomía y matemáticas complejas en un artilugio y programarlo para que siguiera el movimiento de la Luna?

El número 235 que había encontrado Price era la clave del mecanismo para computar los ciclos de la Luna.

"Los griegos sabían que de una nueva Luna a la siguiente pasaban en promedio 29,5 días. Pero eso era problemático para su calendario de 12 meses en el año, porque 12 x 29,5 = 354 días, 11 días menos de lo necesario"", le explicó a la BBC Alexander Jones, historiador de astronomía antigua.

"El año natural, con las estaciones, y el año calendario perderían la sincronía".

Las cuentas no daban si sólo se tenía en cuenta un año solar, pero en un ciclo de 19 años...

Perfecta sintonía
No obstante, también sabían que 19 años solares son casi exactamente 235 meses lunares, un ciclo cuyo nombre es metónico.

"Eso significa que si tienes un ciclo de 19 años, a largo plazo tu calendario va a estar en perfecta sintonía con la estaciones".

Como confirmándolo, en uno de los fragmentos del mecanismo de Anticitera encontraron el ciclo metónico.

Gracias a los dientes de las ruedas de engranaje, el mecanismo empezó a revelar sus secretos.

Las fases de la Luna eran inmensamente útiles en esa época.

De acuerdo a ellas se determinaba cuándo sembrar, cuál era la estrategia en la batalla, qué día eran las fiestas religiosas, en qué momento pagar las deudas o si podían hacer viajes nocturnos.

El otro número, 127, le sirvió a Price para entender otra función relacionada con nuestro satélite natural: el aparato también mostraba las revoluciones de la Luna alrededor de la Tierra.

Tras 20 años de intensa investigación, Price concluyó que ya había resuelto el acertijo.

Sin embargo, quedaban piezas del rompecabezas por encajar.

Cada diente de cada rueda suponía otra incógnita. Pero al menos habían dado con la clave.

Imágenes tridimensionales
El siguiente paso requirió de tecnología hecha a la medida. Y un equipo internacional de expertos dedicado a investigar el mecanismo de Anticitera.

El equipo logró convencer a Roger Hadland, ingeniero de rayos X, de que diseñara y llevara al Museo Arqueológico Nacional en Atenas una máquina especial para hacer imágenes tridimensionales del mecanismo.

Y, valiéndose de otro aparato que realzó los escritos que cubren buena parte de los fragmentos, los investigadores encontraron una referencia a los engranajes y a otro número clave: 223.

Tres siglos antes de la edad de oro de Atenas, los antiguos astrónomos babilonios descubrieron que 223 lunas tras un eclipse (18 años y 11 días, conocido como un ciclo de saros), la Luna y la Tierra vuelven a la misma posición de manera que probablemente se producirá otro parecido.

"Cuando había un eclipse lunar, el rey babilonio dimitía y un sustituto asumía el mando, de manera que los malos augurios fueran para él. Luego lo mataban y el rey volvía a asumir su cargo", contó John Steele, experto en Babilonia del Museo Británico.

Y resulta que 223 era el número de otra de las ruedas del artilugio.

El mecanismo de Anticitera podía ver el futuro... podía predecir eclipses.

No sólo el día, sino la hora, la dirección en la que la sombra cruzaría y el color del que se iba a ver la Luna.

La información que los investigadores encontraron en el mecanismo de Anticitera sobre los eclipses es sorprendentemente detallada.

La importancia de la Luna
Como si eso no fuera suficientemente asombroso, descubrieron otra maravilla.

El ciclo de eclipses dependía del patrón del movimiento de la Luna y "nada sobre la Luna es sencillo", explicó Freeth.

"No sólo su órbita es elíptica -de manera que viaja más rápido cuando está más cerca de la Tierra-, sino que esa elipse también rota lentamente, en un período de 9 años".

¿Podía el mecanismo de Anticitera rastrear ese sendero fluctuante de la Luna?

Efectivamente, podía: dos ruedas de engranaje más pequeñas, una de ellas con una pinza para regular la velocidad de rotación, replicaban con precisión el tiempo que se demora la Luna en orbitar, mientras que otra, con 26 dientes y medio compensaba por el desplazamiento de la órbita.

Y, por si fuera poco, al examinar lo que queda de la parte frontal del aparato, el equipo de expertos concluyó que solía tener un planetario como lo entendían en ese momento: con la Tierra en el centro y cinco planetas girando a su alrededor.

"Era una idea extraordinaria: tomar teorías científicas de la época y mecanizarlas para ver que pasaría días, meses y muchas décadas después", subraya el matemático.

Llamaba la atención que los juegos que se celebraban en el istmo de Corinto cada dos años en honor a Poseidón aparecieran destacados.

Un acertijo envuelto en medio de un enigma "Esencialmente fue la primera vez que la raza humana creó una computadora", según Freeth.

"Es verdaderamente increíble que un científico de esa época descubriera cómo usar ruedas de engranaje de bronce para rastrear los complejos movimientos de la Luna y los planetas".

Pero... ¿quién fue?
Nuevamente, exploraron lo que nos quedó del fabuloso artilugio para buscar la respuesta.

Una pista estaba en otra de sus funciones.

El mecanismo de Anticitera predecía además la fecha exacta de los Juegos Panhelénicos: los Juegos de Olimpia, los Juegos Píticos, los Juegos Ístmicos, los Juegos Nemeos.

Lo curioso es que, aunque los Juegos de Olimpia eran los más prestigiosos, los Ístmicos, en Corinto, aparecen en letras mucho más grandes.

Además, los expertos ya habían notado que los nombres de los meses que aparecían en otra rueda eran corintios.

La evidencia apuntaba a que el diseñador era un corintio y que vivía en la colonia más rica gobernada por esa ciudad: Siracusa.

Y Siracusa era el hogar del más brillante de los matemáticos e ingenieros griegos: Arquímedes.

¿Arquímedes?
Quizás era obra del científico más importante de la Antigüedad clásica, el hombre que había determinado la distancia a la Luna, encontrado cómo calcular el volumen de una esfera y de ese número fundamental π; que había asegurado que con una palanca movería el mundo y tanto más.

"Sólo un matemático tan brillante como Arquímedes podría haber diseñado el mecanismo de Anticitera", opina Freeth.

Lo cierto es que Arquímedes estaba en Siracusa cuando los romanos llegaron a conquistarla y el general Marco Claudio Marcelo ordenó que no lo mataran, pero un soldado lo hizo.

Siracusa fue saqueada y sus tesoros enviados a Roma. El general Marcelo sólo se llevó dos piezas consigo, ambas -dijo- eran de Arquímedes.

El equipo de investigación piensa que eran versiones anteriores del mecanismo.

Un indicio se encuentra en una descripción que escribió el formidable orador Cicero de una de las máquinas de Arquímedes que vio en la casa del nieto del general Marcelo.

"Arquímedes encontró la manera de representar con precisión en un sólo aparato los variados y divergentes movimientos de los cinco planetas con sus distintas velocidades, de manera que el mismo eclipse ocurre tanto en el globo como en la realidad".

¿Qué pasó con la brillante tecnología griega que produjo la primera computadora?

Todos las piezas para introducir todos los conocimientos en una caja.

¿Por qué no se desarrolló? ¿Por qué se perdió?

Como tantas otras cosas, con la caída de los griegos y luego los romanos, los conocimientos "emigraron" hacia el oriente, donde los bizantinos los guardaron por un tiempo y luego pasaron a los eruditos árabes.

El segundo artilugio con engranajes de bronce más antiguo que se conoce es del siglo V y tiene inscripciones en árabe.

Y en el siglo XIII los moros llevaron esos conocimientos de vuelta a Europa.

Investigaciones previas establecieron que el mecanismo estaba metido en una caja de madera, que no sobrevivió el paso del tiempo.

Una caja que contenía todo el conocimiento del mundo, el tiempo, el espacio y el Universo.

"Es un poco intimidante darse cuenta de que justo antes de la caída de su gran civilización, los antiguos griegos habían llegado tan cerca a nuestra era, no sólo en su pensamiento sino también en su tecnología científica", dijo Derek J. de Solla Price.

https://www.youtube.com/watch?v=ailRl_hUUEE

domingo, 16 de abril de 2023

La desconocida historia de las 6 matemáticas que programaron la primera supercomputadora moderna

"Uno de los ultrasecretos de la guerra, una asombrosa máquina que aplica velocidades electrónicas por primera vez a tareas matemáticas hasta ahora demasiado difíciles y engorrosas de resolver, fue anunciado esta noche por el Departamento de Guerra", informó The New York Times el 14 de febrero de 1946.

Hablaba de ENIAC, o Electronic Numerical Integrator And Computer (Computador e Integrador Numérico Electrónico), la primera computadora digital electrónica programable de propósito general, algo así como la tatarabuela del dispositivo en el que estás leyendo esto. El artículo detallaba que "fue inventada y perfeccionada por dos jóvenes de la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica: el Dr. John William Maulchy, de 38 años, físico y meteorólogo aficionado; y su asociado J. Presper Eckert Jr., de 26 años, ingeniero jefe del proyecto".

Y agregaba que "muchos otros en la escuela también brindaron ayuda".Relataba que el gobierno le había dado luz verde al proyecto en 1943 y "30 meses exactos después, [la computadora] estaba terminada y funcionando, haciendo fácilmente lo que laboriosamente habían hecho muchos hombres entrenados".

Lo que no mencionaron en el extenso reportaje es que esos "muchos otros" que "brindaron ayuda" no eran "hombres entrenados" sino 6 talentosas matemáticas que, por cierto, brindaron muchísimo más que ayuda.

Esas omisiones no fueron de ninguna manera exclusivas del venerable diario, ni ese día ni cientos de otros días más.

Su hazaña fue pasada por alto, a pesar de que fueron ellas quienes asumieron el inmenso reto intelectual de programar la primera supercomputadora moderna del mundo, partiendo absolutamente de cero.

Y lo lograron.

"Damas del refrigerador"
Para ser justos, los periodistas no podían reportar lo que no sabían.

El campo de la informática estaba en pañales. Lo que habían visto era una enorme máquina y nadie entendía la programación.

Además, no les hablaron de ellas.

¿Quiénes eran esas mujeres?

Aunque asistieron a la primera presentación pública de la supercomputadora, el 1 de febrero, les encargaron servir el café durante el evento.

A la segunda demostración, dos semanas después, a la que acudieron grandes personalidades de la comunidad científica y tecnológica, ni siquiera las invitaron, así como tampoco a la gran cena de lujo con el director de la Academia Nacional de Ciencias de EE.UU. con la que se celebró el logro.

De eso se enteró conversando con ellas décadas más tarde la abogada, científica de la computación e historiadora Kathryn Kleiman, autora del libro Proving Ground ("Polígono de pruebas").

Había descubierto la existencia de las programadoras de ENIAC cuando era estudiante de Harvard en la década de 1980 y se topó con unas fotos de la histórica computadora.

"En las imágenes aparecían las mismas mujeres una y otra vez, pero sus nombres no estaban en los pies de foto", le contó Kleiman a BBC HistoryExtra.

Obsesionada por identificarlas, consultó a Gwen Bell, cofundadora y luego directora del Museo de Historia de la Computación.

"Son damas del refrigerador", le contestó, refiriéndose a las modelos que en la década de 1950 solían aparecer con los electrodomésticos en los comerciales.

La explicación no satisfizo a Kleiman en absoluto.

Se propuso averiguar los nombres de esas mujeres: Frances "Betty" Holberton, Kathleen "Kay" McNulty, Marlyn Wescoff, Ruth Lichterman, Frances "Fran" Bilas y Jean Jenningsz.

Al hacerlo, rescató su historia del olvido.

Una historia que comenzaba en los campos de batalla.

Las computadoras subcientíficas
Los buenos tiradores siempre se han valido de sus conocimientos sobre sus armas, las condiciones atmosféricas y el terreno para alcanzar el objetivo.

Con el desarrollo de la artillería, esa necesidad de conocimientos se agudizó.

Para la Segunda Guerra Mundial, "los grandes obuses tenían un rango de alcance de 14 a 23 kms, por lo que el artillero ni siquiera podía ver el objetivo".

Ejemplo de los cálculos que hacían las "computadoras".

Los ejércitos tenían que tener en cuenta la distancia, la humedad, la densidad del aire, la temperatura y el peso del proyectil.

Cuando las tropas llevaron unidades de artillería al desierto, la diferencia de suelo con respecto a Europa requirió un nuevo conjunto de cálculos.

Esos cálculos señalaban con bastante precisión en qué ángulo disparar el arma para dar en el blanco...

..solo que tomaba unas 30 o 40 horas hacerlos, si sabías cómo resolver ecuaciones de cálculo diferencial.

Los soldados en el campo de batalla no tenían ni el tiempo ni, a menudo, los conocimientos necesarios, por lo que necesitaban tablas de tiro: unas listas con montones y montones de variaciones.

Para hacerlas, el ejército de EE.UU. reclutó a más de 100 personas calificadas que tuvieron que ser mujeres pues los hombres, a quienes se les habrían dado esos empleos, estaban en el frente.

El título del cargo era "computadoras".

"La computadora era una persona antes de ser una máquina", apuntó Kleiman.

Eso sí, por no ser hombres, su rango era de "subprofesional" o "subcientífica".

De restringidas a responsables
Mientras las "computadoras" realizaban los laboriosos cálculos, Maulchy, Eckert y un equipo de hombres estaban dedicados a armar la máquina que, según le habían prometido al ejército, reduciría el cálculo de la trayectoria balística de una semana a pocos segundos.

Ambos equipos trabajaban en el mismo lugar, la Escuela Moore de Ingeniería Eléctrica de la Universidad de Pensilvania en Filadelfia, pero separados.

"De hecho, había un gran letrero que decía 'Restringido' en la puerta de la sala ENIAC, y las mujeres no podían entrar".

Cuando la guerra estaba por terminar, Maulchy y Eckert confirmaron que el hardware experimental -de 2,5 metros de alto, 25 metros de largo y 30 toneladas de peso- funcionaba.

"Nadie estaba realmente seguro de que lo haría", señaló Kleiman.

"Pero, cuando revisaron el contrato, se dieron cuenta de que lo que tenían que entregarle al ejército no era la ENIAC.

"Su misión no era construir una máquina, sino construir una máquina que calculara la trayectoria de la balística", aclaró la autora.

Fue entonces cuando eligieron a las seis mejores "computadoras" y les dijeron:

"Nosotros la construimos, ustedes tienen que programarla. Y nos gustaría ver el programa pronto".

A tientas
Aunque eran matemáticas altamente capacitadas, no había una hoja de ruta.

"Nos dieron unos grandes diagramas de bloques enormes... y se suponía que debíamos estudiarlos y descubrir cómo programarlos... Obviamente no teníamos idea de lo que estábamos haciendo", recordó una de ellas.

Tendrían que buscar la solución a tientas en la oscuridad.

No existía ni uno de los cientos de lenguajes de programación que hay hoy en día.

Ni siquiera "podías sentarte frente a ENIAC y escribir las instrucciones. Sencillamente no había esa posibilidad", señalo Kleiman.

"Por eso me parecieron tan fascinantes los pasos que dieron".

Plano de las unidades de ENIAC incluido en la aplicación para su patente en 1947.

"Primero tuvieron que aprender cómo funcionan las 40 unidades del integrador. Una era un multiplicador de alta velocidad; otra, un divisor de raíz cuadrada; y había 20 de algo llamado acumulador, que podían sumar, restar y almacenar temporalmente el número".

En esencia, ENIAC era una serie muy avanzada de calculadoras que se conectaban entre sí para transmitir información de una máquina a otra.

"Luego tuvieron que descomponer la complicada ecuación para calcular trayectorias balísticas en los pasos muy, muy incrementales que el ENIAC, o de hecho cualquier computadora, pudiera manejar.

"Finalmente, tuvieron que enrutar físicamente los datos y las instrucciones, cada microsegundo del programa, para alimentar a ENIAC.

"Así que tenían unos cables gruesos para los números y lo enrutaban de una unidad a otra y tenían otros cables delgados para lo que se llama el pulso del programa: no era realmente una instrucción sino un pulso que iniciaba una operación.

"Si, por ejemplo, el multiplicador de alta velocidad estaba configurado para tomar dos números, al recibir ese pulso los multiplicaba y enviaba el resultado a otra parte de ENIAC".

Brillando con luz propia
El resultado de ese enorme y brillante esfuerzo tanto de los inventores del hardware como de las inventoras del software de ENIAC fue esa "máquina asombrosa" que introdujo varias mejoras, entre ellas la utilización de un sistema binario, lo que le permitía realizar cálculos a una velocidad hasta entonces inimaginable.

Aunque tenía sus inconvenientes, principalmente que reprogramarla era una pesadilla: implicaba volver a cablearla, algo que podía tardar hasta dos días.

A pesar de eso, lo aprendido ayudó a los desarrolladores a mejorar la siguiente generación de computadoras.

Al final, uno de los principales logros de ENIAC fue mostrar el potencial de lo que se podía hacer.

Decenas de otras mujeres siguieron programando ENIAC hasta 1955, como Gloria Gordon Bolotsky (izq) y Ester Gerston.

Maulchy y Eckert se volvieron famosos y se les acreditó la creación y funcionamiento completo de lo que la prensa llamó "el gran cerebro", "cerebro electrónico" y "Einstein mecánico".

Las ENIAC Six fueron borradas de esa historia, pero continuaron impulsando avances tecnológicos.

"Si eres la primera en un campo, no hay nadie que pueda decir que no perteneces a él", declaró Kleiman.

Cada una dejó su marca en la vanguardia de la informática.

Betty Holbertson, por ejemplo, creó el primer código de instrucciones, inventó la primera rutina de clasificación (aquello que te permite ordernar las cosas en tu computadora) y el primer paquete de software.

En 1959, era la jefa de la rama de Investigación de Programación en el Laboratorio de Matemáticas Aplicadas en David Taylor Model Basin; trabajó con Grace Hopper en el lenguaje de programación COBOL e inventó el teclado numérico.

Descreimiento
Proving Ground no es el primer trabajo en el que Kleiman cuenta "esta extraordinaria historia", así como la de otras mujeres olvidadas del desarrollo de la tecnología.

En 2014 produjo un documental llamado "Las computadoras" en el que "las programadoras de ENIAC miran a la cámara y dicen: 'Esto es lo que hicimos'".

A pesar de eso, "algunos historiadores de la computación, particularmente los más jóvenes, dijeron: 'No. El trabajo que hicieron no fue importante. No es posible que lo hayan hecho'", contó Kleiman.

"Yo pensé que una vez señaláramos que solo se había escrito la mitad de la historia de la computación -la del hardware más que la del software; la de los hombres, mas no la de las mujeres- los historiadores se pondrían a completarla, pero no fue así.

"Finalmente, escribí el libro con tanta investigación, antecedentes y citas como pude encontrar, incluyendo lo que hicieron de programación en paralelo a su trabajo en ENIAC, que es muy sofisticado.

"Espero que ponga fin al rumor de que las mujeres no tuvieron un rol vital en los albores de la informática, para acabar con el estereotipo de que la computación es para hombres e inspirar a más chicas a incursionar en este campo.

"Necesitamos contar con las mejores personas en alta tecnología y computación y robótica e inteligencia artificial".