El lenguaje y la era digital

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Abril de 2012
Iván Obolensky

Vivimos en una era digital, pero ¿qué significa eso? Todos hemos oído hablar de los dispositivos digitales y sus cadenas interminables de unos y ceros. “Digital” ha sido sinónimo de tecnología y progreso. El mundo ha pasado de los relojes con manecillas a los de pantalla con números. Lo analógico dio paso a lo digital.

Pero si lo digital es tan bueno, ¿por qué nuestra audición y nuestra voz no son digitales? La naturaleza eligió la versión analógica. Y entonces ¿qué nos dice esto sobre nuestra capacidad de hablar y de procesar el lenguaje?

Para responder a esta pregunta hay que entender primero la diferencia entre estas dos categorías, así como las razones por las cuales nuestro mundo se volvió digital.

Un buen ejemplo de un sistema analógico son los equipos de sonido de los años setenta, que reproducían discos de vinilo. El sonido se grababa en un disco de plástico mediante ondulaciones integradas en pequeñas ranuras. Al reproducirlo, el tornamesa hacía girar el disco y se colocaba una aguja en la ranura. Las vibraciones de la aguja se convertían en señales eléctricas que se amplificaban y se enviaban a los parlantes. En aquellos días, el término de moda era alta fidelidad. Se suponía que cada matiz era reproducido con total fidelidad.

Cuando en los años ochenta salió al mercado el equipo estéreo digital, junto con los reproductores digitales de discos compactos de alta gama Meridian*, el debate entre los amantes de la música sobre cuál era mejor no se hizo esperar. En el extremo superior de la escala nunca hubo ningún debate: allí lo analógico era insuperable.

Recuerdo haber escuchado un sistema estéreo de esa época, que costaba tanto como un automóvil de lujo. Era una maravilla. En una grabación particular de un coro de iglesia de fama mundial, si se prestaba atención podía oírse el sonido exterior de un auto que arrancaba y el canto de un pájaro. No he vuelto a escuchar nada igual desde entonces. En ese sistema el sonido no se escuchaba, se experimentaba.

Gradualmente, lo digital reemplazó a los sistemas analógicos. ¿Por qué? Se podría responder con rapidez con la palabra “costo”, pero en realidad esta no explica el meollo del asunto.

El mundo se volvió digital por una razón: el ruido. El ruido es el siseo que se oye cuando uno sube el volumen. Es el crujido que se escucha en el radio cuando se aproxima una tormenta. Es un sonido extraño que no hace parte de la señal o el mensaje que se está transmitiendo. Los sistemas estéreo de audio analógico de baja gama eran conocidos por el ruido que el propio sistema añadía al sonido. Los más costosos tenían varios filtros que reducían el ruido, no por completo, y que desmejoraban la reproducción. Los sistemas de una gama extremadamente alta se aseguraban de que el ruido producido por los componentes fuera absolutamente mínimo en cada paso del proceso. Esto llevó a los fabricantes hasta el punto de integrar conectores y cables de oro entre los amplificadores y los parlantes.

El ruido en términos de comunicación empezó a convertirse en un problema a finales de la primera década del siglo XIX, con la invención del telégrafo. Cuanto más lejos se enviaba un mensaje mayor era el ruido que interfería, hasta hacer irreconocible incluso un código tan simple como el Morse. Se construyeron estaciones repetidoras para retransmitir los mensajes a lo largo de la línea en las comunicaciones que implicaban distancias extensas a lo largo del país. Cuando se tendieron los cables transatlánticos, el ruido en las líneas de larga distancia representó un problema grave. Incluso en la década de los años cincuenta, cuando la comunicación cruzaba el Atlántico, era necesario gritar para lograr hacerse entender.

La investigación sobre la reducción de ruido se convirtió en un foco importante de las compañías telefónicas de larga distancia. Los laboratorios Bell (fundados en 1925) fueron líderes en este tipo de investigación y desarrollaron el transistor y el láser, por nombrar solo algunos de sus numerosos descubrimientos.

Luego, la Segunda Guerra Mundial impuso la necesidad de cálculos complejos que requerían muchos pasos secuenciales, representados por un “árbol” con distintas ramas. Cada una de estas conformaba una serie de pequeños pasos lógicos basados en decisiones de verdadero o falso, representados por unos y ceros. Estos pasos fueron duplicados electrónicamente por una serie de interruptores llamados “puertas”, que respondían ante la presencia o ausencia de una señal electrónica. Mediante la secuenciación de un gran número de puertas, podían hacerse cálculos muy complejos. Inicialmente, la función de la puerta fue ejecutada por tubos de vacío, y más adelante estos fueron reemplazados por transistores de silicio.

Actualmente, un microprocesador Nehalem de Intel cuenta con aproximadamente mil millones de estas puertas individuales en un solo chip. Para que estas puertas funcionen con precisión debe haber un sistema que reduzca el ruido. Debido a la presencia de tantos interruptores interconectados, la red es extremadamente sensible a las señales extrañas. Una puerta puede responder a una supuesta entrada que en realidad es una ráfaga de energía estática, y crear salidas falsas y cálculos erróneos.1

Para superar esta distorsión, se desarrolló un protocolo llamado “disciplina estática”, que otorga al emisor de una señal un alto nivel de salida. El voltaje de la señal de salida solo puede variar en un muy pequeño porcentaje. El receptor, por otro lado, tiene un conjunto flexible de restricciones y puede recibir cualquier señal dentro de, digamos, tres veces ese rango en caso de que haya un ruido aleatorio que pudiese enmascarar la señal.

Esta disciplina se traduce en la propiedad de inmunidad al ruido. Es decir, que cada puerta depura la entrada que recibe y transmite una señal nueva y limpia que, en última instancia, permite que mil millones de puertas, como en el chip Nehalem, funcionen sin contratiempos y con independencia de cualquier señal espuria. El ruido virtualmente desaparece.2

De esta manera lo digital logra mantener el ruido en un nivel mínimo, incluso con un número asombroso de partes. Existe sin embargo un inconveniente: algunas entradas, como las de video y audio, no son de alta fidelidad sino digitalizadas. Las entradas no registran de forma precisa y continua todos los matices, sino que se dividen más bien en pequeñas partes. Por ejemplo, la retina humana percibe el color en una escala continua, mientras que una imagen digitalizada descompone la escala en 256 niveles.

Es igual a comparar una escalera con una rampa de suave inclinación. La rampa contiene todos los cambios fraccionales de la altura, mientras que la escalera tiene solo tantas alturas diferentes como peldaños haya; es decir, omite los pasos fraccionales.

Esta diferenciación en niveles discretos es más que adecuada para representar los colores más visibles, pero sigue siendo una reducción de la entrada disponible en comparación con una señal analógica, incluso si uno no puede notar conscientemente la diferencia.

En su gama más alta, la entrada analógica es una representación más fiel del mundo físico que la digital. Pero una entrada digitalizada puede modificarse. Con una grabación digitalizada de una voz o un instrumento se puede subir el volumen de ciertas partes del espectro del sonido porque no hay un ruido que lo distorsione. Esto se conoce como “compresión”; y si uno se pregunta por qué las películas suenan tan alto, ya sea que se trate de un susurro, una explosión o una pieza musical, allí está la respuesta.

Los seres humanos contamos con entradas analógicas y es por una buena razón. Lo analógico es mejor, pero solo en la gama alta. Nuestra necesidad de escuchar, hablar y tener un lenguaje exige la más alta fidelidad de nuestros sentidos. Sabemos que una gran parte del procesamiento del habla tiene lugar en un nivel por debajo de nuestra conciencia. Nuestro diseño nos permite que cada segmento disponible de una entrada esté disponible para que lo procesemos. Es por eso que somos criaturas analógicas.

*Fabricante de reproductores de discos de alta gama.


1 MIT. (2012). Circuits & Electronics 6.002x Lecture Series course. Consultado el 29 de marzo de 2012 en https://6002x.mitx.mit.edu/

2 Agarwal, A., & Lang, J. (2005). Foundations of Analog and Digital Electronic Circuits. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann.


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