Héroes del Progreso,
parte 34: Alan Turing
Alexander C. R. Hammond destaca la contribución del matemático Alan Turing a la reducción considerable de la duración de la Segunda Guerra Mundial y al desarrollo del concepto de la computadora personal.
Hoy presentamos la edición número 34 de una serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada “Héroes del progreso”. Esta columna provee una introducción breve a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
Esta semana, nuestro héroe es Alan Turing —un matemático inglés, científico especializado en la informática y cripto-analista, que es mejor conocido por sus contribuciones en el campo de la ciencia informática y por desarrollar una máquina que descifró el código “Enigma” de los Nazis durante la Segunda Guerra Mundial. La máquina Enigma era un aparato de codificación que fue utilizado de manera extensa por las fuerzas Nazis durante la Segunda Guerra Mundial para enviar mensajes de manera segura. El trabajo de Turing al crear una máquina que podía descifrar los mensajes encintados de los alemanes significó que las fuerzas de los Aliados tuvieron una gran ventaja durante la guerra. Algunos historiadores han estimado que gracias al trabajo de Turing, la duración de la Segunda Guerra Mundial se redujo en al menos 2 o 3 años. Al reducir la duración de la guerra, es probable que el trabajo de Turing salvó millones de vidas.
Alan Turing nació el 23 de junio de 1912 en Londres, Reino Unido. Desde una edad temprana, Turing mostró señales de una inteligencia superior y luego de inscribirse en Sherborne School a la edad de 13 años, desarrolló una pasión por las matemáticas y la ciencia. En 1931, Turing fue aceptado en la Universidad de Cambridge, y tres años después se graduó con honores en matemáticas. En la Universidad de Cambridge estaba tan impresionados con el trabajo de Turing que a tan solo sus 22 años de edad, fue electo como un académico de King’s College en Cambridge.
En 1936, Turing publicó un estudio destacado titulado “Sobre los números computables, con una aplicación al problema Entscheidungs” [esto es, un problema de decisión]. En ese estudio, Turing presentó la idea de una máquina universal (después denominada como “la máquina de Turing”) que podría resolver cálculos complejos. Muchos consideran el estudio de Turing como un trabajo fundamental en el campo de la ciencia computacional y de la inteligencia artificial, dado que se adelantó a cómo una computadora digital moderna funcionaría.
Ese mismo año, Turing se mudó a Nueva Jersey para estudiar para obtener un Ph.D en matemáticas de la Universidad de Princeton. Turing obtuvo su Ph.D. en tan solo dos años y volvió a su trabajo académico en Cambridge en 1938. Pocos meses después, le pidieron a Turing unirse a la Escuela Gubernamental de Códificación (GCCS, por sus siglas en inglés) —una organización británica para descifrar códigos. Con la irrupción de la Segunda Guerra Mundial en septiembre de 1939, Turing se mudó a la sede central de guerra de la GCCS en Bletchley Park, Buckihghamshire.
Una cuantas semanas antes de que Gran Bretaña le declarase la guerra a Alemania, el gobierno polaco le dio al gobierno británico los detalles de su trabajo para descifrar el código de la máquina alemana Enigma. Aunque la inteligencia polaca había tenido algo de éxito descifrando el código Enigma, al inicio de la guerra, los Nazis aumentaron la seguridad de la máquina y empezaron a cambiar su código a diario. Eso significaba que Turing y su equipo tenían solo 24 horas para descifrar el código Enigma y traducir el contenido de los mensajes, antes de que el código fuese nuevamente alterado.
Turing jugó un papel clave al crear una máquina conocida como la “Bombe”. Ese aparato ayudó a reducir significativamente el trabajo involucrado en descifrar el código Enigma y para mediados de la década de 1940, las comunicaciones de la Lutwaffe estaban siendo leídas en Bletchley Park.
Una vez que las comunicaciones de la Fuerza Aérea alemana fueron descifradas, Turing volcó su atención a descifrar las más complejas comunicaciones de la Fuerza Naval alemana. Este trabajo era de importancia vital dado que los barcos submarinos alemanes estaban destruyendo muchos barcos de carga que transportaban insumos esenciales que eran enviados desde EE.UU. hacia Gran Bretaña. Tantos barcos de insumos estaban siendo destruidos que los analistas de Churchill calculaban que Gran Bretaña pronto estaría sufriendo de hambre.
Afortunadamente, para 1941, Turing personalmente descifró la forma distinta de código Enigma que estaba siendo utilizado por los barcos submarinos alemanes. Con la revelación de las posiciones de los barcos submarinos alemanes en sus comunicaciones entre ellos, los barcos de carga de los Aliados podían ser desviados de la “manada de lobos” de submarinos Nazis. Después de la Segunda Guerra Mundial, Churchill confesó que “la única cosa que realmente me asustó durante la guerra fue el peligro de los botes submarinos”.
Muchos historiadores concuerdan que si Turing no hubiese descifrado el código de las fuerzas navales alemanas, la invasión de los Aliados en Europa (esto es, los aterrizajes durante el Día-D) probablemente hubiera sido retardada por al menos un año. Cualquier demora en invadir la Europa continental hubiese permitido que los alemanes fortalezcan sus defensas costeras y extendido el tiempo que le tomó a las fuerzas Aliadas llegar a Berlín.
Luego de que la guerra terminara en 1945, Turing recibió la Orden del Imperio Británico (OBE, por sus siglas en inglés) por sus servicios al país y se mudó a Londres para trabajar en el Laboratorio Nacional de Física. Durante su tiempo en Londres, Turing lideró el trabajo de diseño para el “Motor Automático de Computación”, la primera computadora con programas almacenados. Aunque la versión completa del diseño de Turing nunca fue construida, el concepto adaptado influyó significativamente en el diseño de la DUECE eléctrica inglesa y de la Bendix G-15 estadounidense —las primeras computadoras personales del mundo.
En 1952, Turing fue procesado por actos homosexuales luego de que la policía descubriera que había estado en una relación sexual con un hombre. Para evitar la cárcel, Turing aceptó someterse a una castración química mediante una serie de inyecciones de estrógeno. Como resultado de su condena, su autorización de seguridad fue retirada, y se le prohibió continuar su trabajo en criptografía en la GCCS, la cual se había convertido la Sede Central de Comunicaciones Gubernamentales o GCGQ en 1946.
Enfurecido por ser excluido del campo que había revolucionado, Turing cometió suicidio en 1954, a la edad de 41 años. El inmenso legado de la vida de Turing no salió a luz hasta la década de 1970, cuando el trabajo secreto realizado en Bletchley Park fue revelado al público.
El impacto de Turing en la ciencia informática es celebrada anualmente con el “Premio Turing”, que es el honor más importante en el campo de la computación. En 1999, la revista Time nombró a Turing como una de las “100 personas más importantes en el siglo XX”.
En diciembre de 2013, la Reina Elizabeth II perdonó formalmente a Turing. En enero de 2017, el gobierno británico estableció la “Ley de Turing”, la cual perdonó de manera póstuma a miles de hombres homosexuales y bi-sexuales que habían sido condenados bajo una legislación histórica que ilegalizaba los actos homosexuales.
Turing es muchas veces considerado como “El padre de la ciencia informática” por su trabajo en concebir la primera computadora personal del mundo. Como si ese logro no fuera suficiente, a la contribución de Turing para descifrar el código alemán Enigma en Bletchley Park también se le atribuye haber reducido la duración de la Segunda Guerra Mundial por varios años, lo cual salvó millones de vidas. Por estas razones, Alan Turing se merece ser nuestro Héroe del Progreso No. 34.
Héroes del progreso,
Parte 35: Enrico Fermi
Alexander C. R. Hammond destaca la contribución del físico italiano-estadounidense Enrico Fermi, quien creó el primer reactor nuclear.
Hoy presentamos la edición No. 35 de una serie de artículos publicados por HumanProgress.org titulada Héroes del Progreso. Esta columna provee una introducción breve los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
Esta semana, nuestro héroe Enrico Fermi, el físico italiano-estadounidense que creó el primer reactor nuclear. Aunque es controversial entre muchos, la energía nuclear sigue siendo la principal fuente de energía sin emisiones de dióxido de carbono que, según estiman los científicos de NASA, salvó a millones de personas de muertes relacionadas a la contaminación del aire. Hoy, 26 por ciento de la electricidad en la Unión Europea y 20 por ciento de la electricidad en EE.UU. es energía nuclear. Esos números probablemente aumentaran durante las próximas décadas.
Enrico Fermi nació el 29 de septiembre de 1901, en Roma, Italia. Su padre era director de una división en el Ministerio de Vías Férreas y su mamá trabajó como una profesora de escuela primaria. Incluso desde una edad temprana, Fermi demostró un interés clave en ciencias y muchas veces podía se encontrado construyendo aparatos científicos, como giroscopios y motores eléctricos. Fermi fue bautizado como un Católico Romano, pero siguió siendo agnóstico el resto de su vida.
En 1918, Fermi se graduó de secundaria y ganó una beca para asistir a la prestigiosa Scuola Normale Superiore di Pisa in Italy. Fermi inicialmente escogió estudiar matemáticas, pero pronto se cambió a física, enfocándose en la mecánica cuántica y la física atómica. La facultad estaba tan impresionada con el intelecto de Fermi que pronto lo pusieron en el programa doctoral. Su consejero académico Luigi Puccianti solía decir que Fermi era tan brillante que “había poco [que él] Puccianti podía enseñarle”.
Fermi recibió un doctorado en física en 1922, cuando tenía tan solo 20 años. En 1923, Fermi recibió una beca del gobierno italiano, que le permitió pasar varios meses estudiando con el reconocido físico Max Born en la Universidad de Gottingen. Fermi también recibió una beca de la Fundación Rockefeller para estudiar en la Universidad de Leyden. Volvió a Italia a fines de 1924.
En Italia, Fermi fue designado como profesor de Matemáticas Física y Mecánica en la Universidad de Florencia —un puesto que mantendría durante dos años. En 1927, fue electo Profesor de Física Teórica en la Universidad de Roma. En marzo de 1929, Fermi fue nombrado miembro de la Academia Real de Italia por Benito Mussolini.
En las primeras etapas de su carrera, Fermi principalmente se enfocó en problemas electro-dinámicos e investigaciones teóricas acerca de fenómenos espectroscópicos (esto es, la interacción entre la materia y la radiación electromagnética). En 1934, Fermi empezó a estudiar el átomo. Demostró que la transformación podía darse en casi cada elemento sujeto al bombardeo de neutrón. Cuando dividió el átomo del uranio, Fermi descubrió que el experimento conducía a la desaceleración de los elementos nuevos más allá de las tablas periódicas conocidas en ese entonces.
En 1938, Fermi recibió el Premio Nobel en Física “por su trabajo con la radioactividad artificial producida por neutrones, y por su las reacciones nucleares producidas por los neutrones lentos”. En esa época, Italia recién había aprobado las leyes anti-semitas que amenazaban a la esposa judía de Fermi, Laura, y que dejó a muchos de sus asistentes en el desempleo. Cuando Ferni y Laura viajaron a Estocolmo para la ceremonia del Premio Nobel, la pareja decidió no volver a Italia. En cambio, eligieron viajar con sus dos hijos a EE.UU.
Fermi recibió la oferta de varias posiciones alrededor de EE.UU. y aceptó una cátedra de física en Columbia University en Nueva York. Mientras estaba en Columbia, Fermi encontró que cuando los neutrones de uranio eran emitidos hacia otra tanda de uranio de fisión, estos dividirían los átomos de uranio y desataban una reacción en cadena, liberando así una cantidad tremenda de energía. Fermi trabajó sin cesar en búsqueda de la idea de la energía nuclear y, luego de mudarse a la Universidad de Chicago en 1942, logró exitosamente construir el primer reactor nuclear artificial, llamado “Chicago Pile-1”.
Construido en una cancha de squash ubicada debajo del campo de fútbol americano de la Universidad de Chicago, el Chicago Pile-1 tenía casi 25 pies de diámetro. Contenía 380 toneladas de bloques de grafito, casi seis toneladas de metal de uranio y 40 toneladas de óxido de uranio —todo distribuido dentro de un patrón cuidadosamente diseñado. La construcción del reactor terminó el 1 de diciembre de 1942.
Al día siguiente el reactor llegó a un estado en el cual la reacción en cadena de la fisión nuclear se volvió auto-sostenible. El experimento fue la primera reacción en cadena controlada. El Chicago Pile-1 rápidamente se convirtió en el prototipo de muchos otros reactores nucleares más grandes que fueron construidos alrededor de EE.UU.
En 1944, Fermi se mudó a Los Alamos y empezó a trabajar como un director asociado del Proyecto Manhattan, el cual se enfocaba en el desarrollo de una bomba atómica. Ese mismo año, Fermi y su esposa e hijos se convirtieron en ciudadanos estadounidenses. Luego de que terminara la guerra, Fermi aceptó dar clases en la Universidad de Chicago y también fue seleccionado para el Comité Asesor General de EE.UU. para la Comisión de Energía Atómica.
Durante el resto de su vida, el trabajo de Fermi se enfocó en la física de alta energía. También lideró investigaciones acerca del origen de los rayos cósmicos. En 1954, Fermi fue diagnosticado con un cáncer del estómago incurable. Murió el 28 de noviembre de 1954 en su casa en Chicago.
Muchos premios, instituciones y conceptos han sido nombrados en honor a Fermi, incluyendo el Fermilab en Illinois, el Premio Enrico Fermi otorgado por el Departamento de Energía de EE.UU., y el Telescopio Espacial Fermi Gamma-Ray. Fermi también es uno de los 16 científicos que tienen un elemento nombrado en su honor. Se llama fermium (Fm).
La fisión nuclear es uno de los descubrimientos más importantes en la historia humana. Los reactores nucleares han provisto a la humanidad con energía limpia, confiable y relativamente segura y limpia por cerca de casi ocho décadas. Los accidentes han sido raros y, con la excepción de Chernobyl, manejables en términos de su impacto negativo sobre los humanos y el ambiente.
Hoy, la energía nuclear sigue siendo la única fuente confiable de energía que emite cero dióxido de carbono a la atmósfera y que puede ser producida a gran escala para satisfacer las crecientes necesidades de la civilización humana. El poder nuclear ha mejorado cientos de millones de vidas y es probable que continúe haciéndolo durante las próximas décadas. Por estas razones, Enrico Fermi es nuestro Héroe del Progreso No. 35.
Héroes del Progreso,
Parte 36: Wilson Greatbatch
Alexander C. R. Hammond destaca la contribución del ingeniero estadounidense Wilson Greatbatch, quien creó el primer marcapasos implantable.
Hoy presentamos la edición número 36 de los artículos publicados por HumanProgress.org titulada “Héroes del progreso”. Esta columna provee una introducción breve a los héroes que han realizado una contribución extraordinaria al bienestar de la humanidad.
Esta semana, nuestro héroe es Wilson Greatbatch, el ingeniero estadounidense que creó el primer marcapasos implantable. El marcapasos implantable utiliza pulsaciones eléctricas para asegurarse de que el corazón del paciente lata a un paso normal. La expectativa de vida de personas con un marcapasos es la misma que aquella del público en general y recibir un marcapasos es generalmente considerada una operación de bajo riesgo. Cada año, cientos de miles de personas se implantan un marcapasos y el Foro Económico Mundial ha estimado que desde su invención, el marcapasos ya ha salvado 8 millones de vidas.
Wilson Greatbatch nació el 6 de septiembre de 1919 en Buffalo, Nueva York. El padre de Greatbatch era un carpintero inglés que emigró a EE.UU. a principios de 1900s. La madre estadounidense de Greatbatch murió cuando el inventor era un niño pequeño. Desde una edad temprana, Greatbatch tuvo un gran interés en los dispositivos electrónicos y, cuando era un adolescente, disfrutaba ensamblando radios. Luego de que terminara secundaria en 1936, Greatbatch aplicó su conocimiento de electrónica a las Fuerzas Navales de EE.UU. como un operador inalámbrico y reparador de equipos electrónicos.
Greatbatch sirvió tanto en el Mar Atlántico como en el Mar Pacífico durante la Segunda Guerra Mundial, antes de ser honorablemente dado de baja en 1945 como jefe de comunicaciones de radio en aviación. Luego de pasar un año trabajando como un reparador de teléfonos, Greatbatch se inscribió en la Universidad de Cornell para estudiar ingeniería eléctrica. Para suplementar su ingreso, Greatbatch manejó la transmisión de radio de la universidad. También ayudó con la electrónica del radiotelescopio de la universidad.
Greatbatch se graduó de Cornell en 1950 con un título de ingeniería eléctrica y empezó a estudiar para su maestría en ciencias de ingeniería eléctrica en la Universidad de Buffalo. En 1952, Greatbatch se desempeñó como profesor asistente en el departamento de ingeniería eléctrica de la Universidad de Buffalo.
A principios de la década de 1950, Greatbatch primero aprendió acerca del bloqueo del corazón —una condición mediante la cual los nervios no logran enviar impulsos eléctricos al corazón, que luego provoca latidos irregulares— cuando dos cirujanos visitaron la Universidad de Cornell.
En ese entonces, el procedimiento médico para combatir el bloqueo del corazón se hacía mediante dolorosos shocks eléctricos liberados mediante aparatosos equipos externos. Intrigado, Greatbatch empezó a imaginarse una manera de crear un pequeño dispositivo implantable para ayudar al corazón a latir de manera regular.
En 1956, mientras trabajaba como profesor asistente en Buffalo, Greatbatch realizó el descubrimiento más importante de su vida —todo gracias a un error fortuito.
Mientras creaba un instrumento que Greatbatch esperaba grabaría los latidos del corazón, accidentalmente soldó un reóstato del tamaño equivocado al circuito. En lugar de simplemente grabar los pulsos eléctricos, lo cual podía servir para monitorear los latidos del corazón, el error de Greatbatch resultó en que el dispositivo genere pulsos regulares de corriente eléctrica. Cuando se dio cuenta que había encontrado la manera tanto de simular y estimular un latido del corazón con la electricidad, Greatbatch luego recordó que “simplemente miré esa cosa incrédulo, pensando que estas eran exactamente las propiedades de un marcapasos”.
Durante los próximos dis años, Greatbatch tuvo éxito en convertir el aparato en una miniatura hasta lograr que alcance las dos pulgadas cúbicas. Luego de encasillar al marcapasos en una resina epoxi para protegerlo de los fluidos corporales, estaba ansioso de ponerlo a prueba. Gracias a la ayuda de William Chardack, un cirujano del hospital veterinario de Buffalo, el marcapasos, cargado con una pila de mercurio y zinc, fue exitosamente implantado en un perro en mayo de 1958. Con este experimento, Greatbatch fue capaz de demostrar que su dispositivo podía controlar los latidos del corazón del perro.
Más tarde ese año, con $2.000 de sus ahorros (aproximadamente $17.500 en dinero de hoy), Greatbatch dejó su trabajo en la Universidad de Buffalo y desarrolló su propio invento en su jardín. Para 1960, el marcapasos de Greatbatch fue exitosamente implantado en el primer paciente humano —un hombre de 77 años de edad que después vivió otros 18 meses. Ese mismo año, nueve pacientes más recibieron el implante.
Greatbatch patentó su marcapasos en 1962 y concedió la licencia de su invento a Medtronic Inc., un fabricante importante de equipos médicos. Sin embargo, Greatbatch pronto se dio cuenta de que porque sus marcapasos solo podían durar dos años debido a limitaciones de las pilas, una fuente de energía más confiable se requería para que su marcapasos tuviese éxito a largo plazo. A fines de la década de 1960, Greatbatch adquirió los derechos de una pila recientemente desarrollada de litio-yodo, que podía lograr que su marcapasos dure más de diez años. La pila de litio-yodo todavía es utilizada hoy en los marcapasos.
En 1970, Greatbatch fundó Wilson Greatbatch Ltd (ahora Greatbatch Inc.). Para 1972, los nuevos marcapasos de Greatbatch que podían durar más de diez años estaban en el mercado y estaban siendo implantados en miles de pacientes alrededor del mundo. Hoy, Greatbatch Inc es un proveedor líder a nivel mundial de pilas para la industria de dispositivos médicos y el productos más grande de marcapasos en EE.UU.
A lo largo de su vida, Greatbatch recibió varios honores. Recibió cuatro doctorados honorarios y, en 1988, fue inducido al Salón Nacional de Fama de los Inventores. En 1990, recibió el Premio Lemelson-MIT por los logros a lo largo de su carrera. En 2001, recibió el honor más alto de la Academia Nacional de Ingeniería, el que compartió con Earl Bakken, quien inventó el marcapasos externo. En 1983, el marcapasos de Greatbatch fue reconocido como una de las dos contribuciones más importantes de la ingeniería a la sociedad durante los últimos 50 años por la Sociedad Nacional de Ingenieros Profesionales.
Posteriormente, Greatbatch y su esposa establecieron la Fundación Eleanor y Wilson Greatbatch, la cual se enfocaba en donar dinero a las escuelas y otras causas educativas. Greatbatch falleció el 27 de septiembre de 2011 en Williamsville, Nueva York. Al momento de su muerte, tenía más de 220 patentes. Incluso hacia el final de su vida, permaneció interesado en investigar todo desde las naves espaciales cargadas con energía nuclear hasta las canoas cargadas con energía solar.
Gracias al trabajo de Wilson Greatbatch, millones de personas alrededor del mundo han sido salvadas de una muerte temprana y dolorosa. Cada año, cientos de miles de personas continúan viviendo gracias al marcapasos implantable. Por estas razones, Wilson Greatbatch es nuestro Héroe del Progreso No. 36.
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