FISICA Y COMPUTACION

FSICA CLSICA Y COMPUTACIN Vicente Moret Bonillo, Mayo de 2005 FSICA CLSICA Y COMPUTACIN Las lneas que siguen pretenden razonar sobre las similitudes de la computacin y de la fsica. La computacin puede ser tratada, al menos tericamente, como un sistema fsico ms y, desde luego, todas las limitaciones que las leyes fundamentales de la fsica imponen a los sistemas fsicos aplican igualmente a lacomputacin. Dicho de otro modo trataremos de estudiar algunos aspectos que a m me parecen interesantes de la computacin desde la ptica de la fsica, con los mtodos y las herramientas de la fsica. Razonaremos por analoga, y buscaremos hiptesis, algunas de ellas ciertamente agresivas, para tratar de encontrar dnde estn los lmites tericos de la computacin, y qu consecuencias pueden derivarse de laexistencia de dichos lmites. No hablaremos de lo que es computable o no, sino de la computacin en s misma No seguimos los planteamientos de Gdel, sino los de Shannon, Bennet y Feynman. De este ltimo, Feynman, copiamos tambin su estilo y su forma de plantearse problemas. Y tengo que decir que he aprendido mucho tras la lectura de sus obras. Brillante y original, Feynman me ha enseado que lo importante estrabajar sobre cualquier tema con el nico objetivo de comprenderlo. Como l sola decir de acuerdo, no he sido el primero pero por lo menos lo entiendo. Para ser completamente honrado estas lneas han sido escritas para tratar de consolidar en mi cabeza gran parte de las reflexiones que Feynman publica en su libro Conferencias sobre computacin, texto en el que se basa gran parte del material quedesarrollamos aqu. Hablaremos algo de la fsica de la informacin, de termodinmica, de la teora cintica de los gases, del principio de indeterminacin y de la mecnica cuntica, para tratar de explicar -por ejemplo- aspectos relacionados con la energa mnima de una computacin, o cmo podemos medir la cantidad de informacin de un mensaje, o dnde estn los lmites tericos del aprendizaje. Ninguna de talescuestiones es original muchos otros mucho ms informados y mucho ms listos que yo- se las han planteado y las han resuelto, pero a m me ha parecido divertido volver sobre ellas y, de paso, intentar entenderlas. Algunos de los temas que trataremos van a requerir un esfuerzo nada desdeable de abstraccin. Esto es siempre interesante, ya que suele fomentar discusiones animadas, que espero se produzcan.Otros, por el contrario, sern muy sencillos de conceptualizar. Tan slo propondremos cambios de enfoque y puntos de vista algo diferentes de los habituales. Tambin ser inevitable hacer algo de matemticas, pero poco lo estrictamente necesario para poder trabajar con las ideas que iremos desarrollando aqu. Y ya sin ms como deca Lewis Carroll- comencemos por el principio y cuando lleguemos al finalparemos. 1. BUSCANDO AL BIT Una segunda acepcin del trmino bit, que aparece en el diccionario arriba mencionado, establece que bit es una unidad adimensional de la capacidad de almacenamiento que expresa la capacidad de almacenamiento como el logaritmo en base 2 del nmero de estados posibles del dispositivo. Aqu entramos ya en el terreno de las definiciones por decreto (perfectamente vlidas, por otraparte). La nica pega que encontramos es a qu dispositivo nos estamos refiriendo Por otra parte por qu el logaritmo en base 2 y no otro Hay alguna justificacin o es por convenio... Volveremos ms adelante sobre esta cuestin. Dejando ya las fuentes documentales acadmicas, consult a varios de mis compaeros todos ellos profesionales de las ciencias de la computacin- sobre cmo definiran ellos el conceptode bit. Les rogu tambin que trataran de olvidar las definiciones convencionales y me diesen su propia definicin. A continuacin transcribo algunas de sus respuestas - Representacin matemtica de los dos estados posibles de un interruptor encendido y apagado-, que utiliza el sistema de numeracin en base 2 por poseer ste el mismo nmero de estados -0 y 1- - Unidad mnima (de informacin) de un...