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Ingenieros históricos: George Boole, pionero de la lógica algebraica

Un matemático y fundador de la lógica booleana, George Boole guió el pensamiento algebraico existente al tiempo que mejora los métodos aristotélicos de larga data. Si bien el propio Boole no era ingeniero, su trabajo redefinió las matemáticas del siglo XIX y revolucionaría la programación informática más de un siglo después, logros que afectan integralmente el trabajo de las EE.

George Boole Imagen utilizada por cortesía de Wikimedia Commons (dominio público)

La metodología de Boole prosperó en un mundo dominado por la popularidad del álgebra simbólica. Sus algoritmos desbloquearon un inmenso potencial matemático, que abarca tanto ecuaciones diferenciales como operadores únicos. Antes de su tiempo, George Boole ayudó a unir un panorama académico dividido durante su carrera.

Hoy, el trabajo de Boole, particularmente el álgebra booleana, a menudo se considera pilares clave en la ingeniería eléctrica.

Temprana edad y educación

Nacido en una familia de clase trabajadora en Lincolnshire, Inglaterra, Boole heredó su entusiasmo por aprender de su padre, un devoto de la ciencia y la tecnología. Desde muy joven, Boole se enseñó a sí mismo estudios matemáticos y lingüísticos de alto nivel.

La educación y la carrera temprana de Boole incluyeron trabajar en escuelas privadas, fundar su propia escuela en Lincoln, Lincolnshire, y aceptar una cátedra en la Universidad de Queen en Cork, Irlanda.

A pesar de sus responsabilidades diarias, siempre se propuso investigar ecuaciones diferenciales, cálculos y variables derivadas de los trabajos de Laplace y Lagrange.

Boole también se invirtió en textos de Isaac Newton y habitualmente leía escritos selectos en el Lincoln Mechanics Institute.

Logros académicos y profesionales tempranos

Como un logístico incipiente, George Boole contribuyó con una gran cantidad de documentos a la comunidad académica. Algunas de sus obras más notables escritas entre 1839 y 1847 incluyen:

  • Investigaciones sobre la teoría de las transformaciones analíticas (1839)
  • Un documento sobre casarse con álgebra y cálculo, como se ve en las Transacciones filosóficas de la Royal Society (1844)
  • El folleto Análisis matemático de la lógica (1847)

Los ingenieros están familiarizados con las arquitecturas informáticas con secuencias ordenadas de valores booleanos ("bits"), de 32 o 64 valores. Imagen utilizada por cortesía de pmphoto

La Royal Society otorgó a Boole su primera medalla de oro en matemáticas por su trabajo en ecuaciones diferenciales que, según la Enciclopedia de Filosofía de Stanford, "combinaban la sustitución exponencial y la variación de parámetros con el método de separación de símbolos".

Esta interconexión entre disciplinas legitimaba sus métodos lógicos.

Boole publicó un resumen importante de sus ideas en 1854, denominado Una investigación sobre las leyes del pensamiento, sobre las cuales se basan las teorías matemáticas de la lógica y las probabilidades.

Detalló sus teorías sobre la inferencia lógica poco después dentro del Leyes de pensamiento. En esto, resumió los métodos generales de probabilidad y cómo las probabilidades están lógicamente vinculadas.

Años despues

De 1855 a 1864, Boole publicó 17 artículos y dos libros, todos centrados en las matemáticas. Su notoriedad aumentó aún más con su incorporación en 1857 a la Royal Society de Gran Bretaña.

El crepúsculo de la carrera de Boole fue inequívocamente impactante. Él publicó su Tratado sobre ecuaciones diferenciales en 1859, seguido por el Tratado sobre el cálculo de diferencias finitas en 1860. Estos formaron la base de lo que ahora se llama "lógica booleana".

Estos trabajos introdujeron y expandieron conceptos como símbolos de clase, símbolos electivos, Ley de índice, proposiciones categóricas y silogismos. Las obras de Boole incluyeron manipulaciones de argumentos aristotélicos y abarcaron su Método general.

Su Método General incluyó ocho pasos distintos que implican la manipulación algebraica. Estos se centran en convertir ecuaciones en proposiciones, nombres en términos algebraicos:

Una tabla de conversión de nombres del Método general de Boole, paso uno. Imagen utilizada por cortesía de Stanford Encyclopedia of Philosophy

Legados duraderos e impacto en la ingeniería

Quizás el resultado más extenso de la investigación de Boole es su "Regla de 0 y 1." Este enfoque afirma que a las variables se les debe asignar un valor de 0 o 1 y que todos los valores son verdaderos o falsos.

Esta lógica binaria también se basa en tres operadores: Y (conjunción), O (disyunción), y NO (negación).

Diagramas de Venn para conjunción, disyunción y complemento. Imagen utilizada por cortesía de Tilman Piesk (dominio público)

Dichas reglas han guiado el desarrollo de la lógica informática y la electrónica digital. Todos los lenguajes de programación modernos se basan en la lógica booleana. También son componentes cruciales de la teoría de conjuntos y las estadísticas.

Durante su desarrollo, Boole no podría haber imaginado lo crucial que serían para nuestros dispositivos modernos.

Pensamientos finales

George Boole murió de neumonía en 1864 a la edad de 49 años. Afortunadamente, Boole pasó la antorcha matemática a un número creciente de académicos que desde entonces han refinado los hallazgos de Boole.

En particular, cuando Claude Shannon, el "padre de la teoría de la información", aplicó el álgebra booleana a los circuitos de conmutación, fundó el álgebra de conmutación, un medio algebraico para analizar y diseñar circuitos en términos de puertas lógicas.

De esta manera, la investigación de Boole ha formado la base sobre la cual otros matemáticos e ingenieros han innovado en el diseño de circuitos modernos.

¿Considera que la investigación de Boole es fundamental en su trabajo? ¿De qué maneras?

Repase los conceptos básicos booleanos

Conceptos básicos booleanos

Identidades booleanas

Hoja de trabajo de álgebra booleana


¿Tiene sugerencias para ingenieros históricos que han impactado el diseño moderno de circuitos? Deja tus sugerencias en los comentarios a continuación.

Maria Montero

Me apasiona la fotografía y la tecnología que nos permite hacer todo lo que siempre soñamos. Soñadora y luchadora. Actualmente residiendo en Madrid.

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