martes, 25 de diciembre de 2012

El pentóculo de Maarsi

El pentóculo es un biota parasitario procedente de uno de los planetas con atmósfera respirable de Lejana Maarsi. La única expedición que llegó hasta tan extremo límite de la galaxia, la Soyuz 92, trajo a su vuelta dos docenas de ejemplares. Trece se marchitaron durante el viaje al morir sus huéspedes, unos animales a los que llamaron piggilartos por su parecido con los gorrinos terrestres, aunque con piel similar a la de los lagartos. 

No se consiguió reproducir a los pentóculos, a pesar de que florecían con regularidad, conservándose en la actualidad tan solo cuatro ejemplares disecados. Tres están en el Museo de Exobiología de la Universidad Pontificia de Bahrein (Israel) y uno en el Instituto Islámico de Astrofísica de Calatayud (Marruecos).

De un tamaño entre quince y veinte centímetros y forma aovada, los pentóculos deben su nombre a que tienen cinco ocelos.  Cuatro de ellos, situados en su perímetro máximo, están siempre activos y ven todo lo que ocurre a su alrededor. El quinto, situado horizontalmente en la parte superior, está normalmente inactivo y, cuando no lo está, ve el futuro.  Tienen cuatro pares de finas patas-aguijones, un par bajo cada ocelo, con los que se fijan sobre su huésped y, en la parte inferior, una elástica trompa succionadora-excretora a través de la que se alimenta y expulsa sus residuos.

Los rojos pétalos de las flores de los pentóculos de Maarsi resultaron ser una excelente especia de delicado sabor, y las patas, que se desprenden y reproducen con facilidad, llegaron a ser muy apreciados por el humo de efectos afrodisíacos que producían al consumirse lentamente cuando se les prendía fuego por un extremo.     
       
Los dos científicos más relevantes que estudiaron a los pentóculos fueron el Doctor Nikos Papadópoulos de la Universidad de Johannesburgo (Guinea) y el Doctor Yamamoto Nishina de los Bell Laboratories en San Francisco (Federación Rusa).

De los once piggilartos que llegaron a la Tierra como huéspedes de los pentóculos, cuatro murieron a las pocas semanas, por lo que estos no tardaron también en marchitarse. Dado el peligro de que los siete piggilartos restantes tampoco pudieran resistir mucho tiempo, el interés de la comunidad científica se centró en encontrarles un sustituto terráqueo. Y fue el Doctor Papadópoulos quién sugirió que el huesped más adecuado podía ser el cerdo ibérico que, aunque ya no se producía por motivos religiosos en la península original, seguía produciéndose en abundancia en la de Corea por ser su jamón el laxante favorito del Lider del Pueblo Kim Il Yong XXXI.    

Fue también el Doctor Papadópoulos el que decubrió la forma de traspasar los pentóculos de las piggilartos a los cerdos. Los primeros intentos de arrancarlos de unos para insertarlos en los otros se saldaron con la pérdida de tres pentóculos más. El sistema ideado por el Doctor Papadópoulos consistía en atar estrechamente un cerdo al piggilarto, de forma que tuvieran muy próximas las cabezas para así poder ir orientando las nuevas patas, a medida que se reproducían, hacia la cabeza del cerdo. Cuando el número de patas en la cabeza del cerdo superaba a las que seguían en el piggilarto, los pentóculos retiraban por sí mismos la trompa succionadora-excretora de una de las arterias carótidas que regaban el cerebro del primer huésped para insertarla en la del segundo. El traspaso de huésped fue un éxito en las cuatro ocasiones.

Fue sin embargo el Doctor Yamamoto el que más a fondo estudió a los pentóculos, ya que se arriesgó a convertirse él mismo en huésped de uno de ellos. Para esto necesitó tener durante más de un año a un cerdo sujeto a su espalda y con la cabeza atada a la suya mientras sus ayudantes iban dirigiendo las nuevas patas del biota hacia su rapada cabeza. Pronto descubrió que este le comunicaba sus impresiones a través de ellas. En concreto fue gracias a esto que descubrió que el ocelo superior, cuando estaba activo, veía el futuro. Pero no un futuro cualquiera, sino concretamente el que verían los otros cuatro ocelos cuando volviera a activar el ocelo superior. El Doctor Yamamoto empezó a sospecharlo cuando el pentóculo le comunicó la fecha exacta en que se libraría de tener la cabeza del cerdo junto a la suya y comprobó que en esa fecha lo volvió a activar.

Cuando el pentóculo insertó la trompa en su carótida, en la yugular, el Doctor Yamamoto se dio cuenta de que los residuos, que este excretaba en su arteria, producían en su cerebro un efecto depresivo temporal, pero decidió soportarlo por el bien de la ciencia.   

Al activar el ocelo superior de tarde en tarde y con periodicidad irregular, la información proporcionada por el pentóculo no solía ser muy interesante, aunque se pudo comprobar que era precisa. Por eso, cuando comunicó al Doctor Yamamoto que moriría un par de meses más tarde, el 13 de agosto de ese mismo año, decidió volver a Tokio, su ciudad natal, para despedirse de sus familiares y amigos y, al atardecer del día 12, acompañado por varios de ellos, subió a lo alto del Fujiyama para morir en la montaña sagrada más cerca de sus ancestros.  

Pasó el día 13 sumido en una profunda meditación, pero, no habiendo abierto el pentóculo su ocelo superior, y no habiendo muerto llegadas las doce de la noche, creyó que el pentóculo se había equivocado y que, por tanto, era falsa la teoría de que veía el futuro, que tanta fama le había dado. Entró en una fuerte depresión (seguramente incrementada por los residuos del pentóculo), y a la una y diecisiete minutos salió corriendo y se precipitó por uno de los cráteres del volcán, muriendo instantáneamente.

Sin embargo, precisamente debido a su muerte, su teoría quedó plenamente confirmada, ya que, cuando en Japón era la una y diecisiete minutos de la madrugada del día 14, en San Francisco, donde el pentóculo había hecho su predicción, eran las ocho y diecisiete minutos de la mañana del 13. 

     

jueves, 20 de diciembre de 2012

Ordenadores en el arte - Arte y Parte

ARTE Y PARTE es una de las mejores revistas de arte, si no la mejor, publicada en España. En su número de Diciembre figura un extenso artículo de Pedro Miguél Lucía, informático y poeta, sobre el Centro de Cálculo de la Universidad de Madrid, en el que, con motivo de la exposición retrospectiva que ya he mencionado en otras entradas del blog, cuenta su experiencia personal de aquellos años. Quiero agradecerle aquí su amable memoria y el que, además, incite a sus lectores a asomarse a este blog.



Aprovecho para decir que la Universidad Pública de Navarra ha colgado en YouTube cinco vídeos con las cinco obras que interpretaron músicos de la Orquesta Sinfónica de Navarra durante el concierto que dicha Universidad organizó con motivo de la exposición y que fueron grabados por Radio Nacional de España.

La primera obra interpretada fue la Suite Illiac que Lejaren A. Hiller compuso en 1957 con ayuda del ordenador Illiac de la Universidad de Illinois (ver "Ordenadores en el arte - Primeros pasos"). Las otras cuatro obras fueron compuestas hacia 1975 por cuatro de los músicos que participaron en los seminarios del Centro de Cálculo. El concierto quedó configurado por el siguiente programa: 

 

lunes, 10 de diciembre de 2012

El universo en expansión - 10 - La gravedad

Además de los fotones, que hemos comentado en la entrada 9 de esta serie, hay otra partícula sin masa y sin antipartícula; el gravitón, causante de la gravedad, cuya existencia se supone, aunque no se ha conseguido aislar ninguno.Si existe ¿cómo debería comportarse en nuestro modelo angular con universo único?

Siguiendo los mismos razonamientos que en el caso de los fotones, se nos presentan dos posibilidades:

a) La gravedad haría que dos masas de antimateria se atrajeran a lo largo del tiempo negativo. O lo que es lo mismo, que se repelieran con el transcurso de nuestro tiempo (positivo). Pero ¿que pasaría con una masa de materia y otra de antimateria? 

Esta posibilidad no parece viable.La gravedad debe hacer que se atraigan tanto dos masas de materia como dos masas de antimateria, o una masa de materia y otra de antimateria.

b) La gravedad dependería de la velocidad de expansión del universo, siendo nula en el momento de máxima expansión y con su valor máximo en el momento del big bang. El doble que ahora, por ejemplo, pero no proporcional porque entonces la gravedad habría impedido la gran explosión.

Pero además tenemos una tercera opción:

c) En nuestro modelo hemos supuesto que la gravedad contrarresta el efecto expansivo del big bang y, llegado un momento, el universo comienza a contraerse hasta colapsarse en un big crunch. Pero esta es la historia del universo vista desde la materia. Desde el punto de vista de la antimateria, lo que nosotros llamamos big crunch es para ella, en nuestro modelo, el big bang. O lo que es lo mismo: lo que para nosotros es gravedad (que consigue juntar todo en el big crunch), para la antimateria es precisamente la fuerza expansiva del big bang. Y dicho aún de otra manera: fuerza expansiva del big bang y gravedad son exactamente lo mismo, la diferencia es solo el signo del tiempo. ¿Si no existen "expansitrones" para explicar el alejamiento debido al big bang, por qué deberían existir "gravitones" para el efecto contrario?   


miércoles, 5 de diciembre de 2012

Mi primer ordenador

El primer ordenador con el que trabajé fue el “Univac Solid State 90”  o "Univac UCT" de la casa Remington Rand que instaló la Junta de Energía Nuclear a principios 1960. Un enorme "armario" ante cuyo panel de control me encuentro sentado en la siguiente foto:


La entrada de datos y programas se hacía por medio de fichas perforadas de 90 columnas (en realidad cada ficha contenía dos filas de 45 columnas con cuatro posibles perforaciones redondas cada una). La salida de resultados también se obtenía en fichas perforadas, que debían llevarse luego a una tabuladora para imprimirlas.   


Por cada posición de las líneas impresas, la tabuladora tenía una barra vertical con todos los caracteres imprimibles. Las fichas perforadas iban leyéndose de una en una, y todas las barras se movían, subiendo y bajando, para colocar los caracteres adecuados frente a la cinta entintada. Con un golpe seco, las barras oprimían la cinta contra el papel y se imprimía una línea.

La memoria central era un tambor con 25 pistas, 20 con una cabeza lectora/escritora y 5 (¡de acceso rápido!) con cuatro. Cada pista contenía 200 celdas que podían contener "palabras" de 10 dígitos más signo. Los dígitos estaban formados por cuatro bits, en código “biquinario” (1-2-4-5). Es decir, que en total tenía 200.000 bits = 200k bits (si contáramos en bytes, como actualmente, serían 25K bytes y … ¡calculábamos reactores nucleares!).
Como el tambor giraba a una velocidad de 17667 revoluciones por minuto, el tiempo máximo de acceso a una celda (una vuelta completa del tambor) era de 3,4 milisegundos. Como unidad de tiempo se tomaba la "palabra-tiempo" que era el tiempo que tardaba una celda en ser leída o escrita (17 microsegundos).

Las “palabras” podían contener un dato o una instrucción. En las instrucciones, los dos primeros dígitos indicaban la operación que había que realizar. Los cuatro siguientes, la “dirección” (posición en el tambor) del operando. Y los cuatro últimos, la dirección de la próxima instrucción.

En aquellos primeros momentos se escribían los programas en código máquina directamente. La Remington no proporcionó una primera versión de un lenguaje superior para usuarios científicos (FORTRAN) hasta dos años después.

Las operaciones se realizaban en un “registro” (había tres: rA, rL y rX, con distintas funciones) y no existía “memoria caché” para acelerar el trabajo. Así, para sumar una cierta cantidad a un dato, había que escribir lo siguiente:

                Dirección             Instrucción
                1734                      25 3172 1177
                1177                      70 3190 1195
                1195                      60 3172 1178

La primera instrucción, que está en la posición 1734, indica que hay que llevar al registro rA (25) el dato que está en la posición 3172 y ejecutar a continuación la instrucción que está en la posición 1177. La segunda instrucción dice: sumar (70), a lo que hay en rA,  lo que hay en la posición 3190 y ejecutar la instrucción que se encuentra en la posición 1195. La tercera dice: guardar el contenido de rA (60) a la posición 3172  y tomar la próxima instrucción de la posición 1178…

Lo más cómodo hubiera sido poner las instrucciones en posiciones consecutivas (1734, 1735, 1736, …), pero hay que tener en cuenta que una palabra solo se podía leer o escribir en el momento en que, al girar el tambor, pasaba por delante de una cabeza lectora/grabadora, y en cada pista solo había una (menos en las últimas). Si se hubiera hecho así, cada instrucción habría durado una vuelta de tambor (y con un poco de mala suerte, dos) ya que, mientras se ejecutaba una instrucción, el tambor ya había sobrepasado la siguiente posición.

En el ejemplo, la suma habría durado poco más de una vuelta (3,4 milisegundos). Sabíamos, por ejemplo, que sumar un dato (70) tardaba cinco “palabras-tiempo”, por lo que si el dato a sumar estaba en la posición 3190, la próxima instrucción debía estar a una distancia mínima de cinco palabras (módulo 200). Si en vez de guardar el resultado en el sitio original pudiéramos guardarlo en otro sitio, la duración podría haber sido menor.

La unidad aritmética trabajaba con números de 10 cifras con la coma decimal delante de ellas. Es decir, con números comprendidos entre -1 y +1. Hubo que hacer subrutinas para trabajar en "coma decimal flotante" y así poder trabajar con números comprendidos en valor absoluto entre 10-50 y 1050, imprescindibles para cálculos científicos. Esto implicaba que una simple operación aritmética podía durar unas cuantas vueltas de tambor.

Al programar, además de la hoja en que se escribían las instrucciones, teníamos al lado un “mapa” de la memoria, en la que íbamos anotando las posiciones que íbamos utilizando y, si eran datos, su contenido. Utilizábamos además una tarjeta del tamaño del DNI (que diseñé yo) en la que estaba resumido todo lo que se podía hacer con la máquina:


Mis primeros trabajos con la Univac consistieron  en programar las funciones de uso más común: trigonométricas, hiperbólicas, exponenciales, logarítmicas, de Bessel, raíces, determinantes, etc., cosa que me vino muy bien después para redactar mi tesis doctoral, que versó sobre aproximación de funciones.