Fundamentos de la Teoría de la Información: Shannon y Wiener

La Teoría de Shannon y la Comunicación Eficaz

Claude Shannon, en su influyente "Teoría Matemática de la Información", desarrolló un marco conceptual para optimizar los procesos de transmisión de información. Su trabajo, motivado por las necesidades de la industria telefónica durante la guerra, buscaba maximizar la eficiencia de la comunicación, minimizando errores y reduciendo el consumo de energía y tiempo. La solución clave propuesta por Shannon fue la adopción del código binario, representando la información mediante secuencias de 1s y 0s.

El Sistema de Comunicación de Shannon

Shannon modeló un sistema de comunicación general que minimiza la degradación de la información. Este sistema se basa en un proceso de feedback (retroalimentación) para la corrección de errores. El proceso se describe a continuación:

1. Emisor 1 (Persona): Genera una señal humana (por ejemplo, voz).
2. Emisor 2 (Aparato): Convierte la señal humana en una señal digital binaria (1s y 0s).
3. Canal de Comunicación: La señal digital se transmite a través de un canal, donde puede estar sujeta a ruido e interferencias.
4. Receptor 2 (Aparato): Recibe la señal digital y la decodifica, reconvirtiéndola en una señal humana.
5. Receptor 1 (Persona): Recibe la señal humana reconstruida.

Entre el Emisor 2 y el Receptor 2, se produce un bucle de feedback. Este mecanismo permite detectar y corregir errores introducidos durante la transmisión, mejorando la fiabilidad del sistema. Para Shannon, el enfoque principal era la cantidad de información transmitida, independientemente de su contenido.

Wiener y la Teoría Cibernética

Norbert Wiener, contemporáneo de Shannon, desarrolló la Teoría Cibernética, partiendo de la teoría de los sistemas de control, con aplicaciones iniciales en telecomunicaciones. Al igual que Shannon, Wiener se centró en la información y en el concepto crucial de feedback.

Predicción y Retroalimentación

La cibernética de Wiener se ocupa de la predicción y el control. A partir de la información disponible, se establecen predicciones, pero se reconoce la existencia de un margen de error. El feedback juega un papel fundamental al permitir que el sistema se ajuste y corrija, reduciendo progresivamente dicho margen de error.

Cibernética y Biología

Wiener extendió los principios de la cibernética al estudio de los sistemas biológicos, inicialmente en animales y luego en seres humanos. A través de experimentos (Wiener era un empirista), se observó que el cerebro opera mediante impulsos eléctricos, interpretados como flujos de información. Se identificó que las neuronas, las células cerebrales, se comunican a través de la sinapsis, un proceso similar a un interruptor binario: conexión (1) o no conexión (0). La información, por lo tanto, se transmite de forma binaria dentro del cerebro. Las vastas combinaciones de 1s y 0s resultantes controlan las diversas funciones y movimientos del cuerpo.

Conexiones entre Shannon y Wiener

Ambos autores, Shannon y Wiener, convergen en varios puntos clave:

• Código Binario: Ambos reconocen la eficiencia del código binario para simplificar y optimizar la transmisión de información.
• Previsibilidad y Cantidad de Información: Ambos se centran en la cantidad de información y en la capacidad de predecir y controlar sistemas a través de la información.
• Feedback: El concepto de retroalimentación es fundamental en ambas teorías, permitiendo la corrección de errores y la adaptación de los sistemas.
• Ingeniería y Telecomunicaciones: Ambos eran ingenieros y sus investigaciones se originaron en el campo de las telecomunicaciones.