Un vínculo no descubierto entre la percepción sensorial y la Teoría de la Información de Shannon

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Claude Shannon

Las matemáticas que describen tanto la percepción sensorial como la transmisión de información, resultan tener similitudes notables.

En 1834, el fisiólogo alemán Ernst Weber llevó a cabo una serie de experimentos para determinar los límites de la percepción sensorial. Dio a un hombre con los ojos vendados una masa para que la sostuviera, y la fue incrementando gradualmente, preguntándole al sujeto cuándo había empezado a notar el cambio.

Estos experimentos demostraron que el menor incremento de peso que puede percibir un humano es proporcional al peso inicial. El psicólogo alemán Gustav Fechner más tarde interpretó el trabajo de Weber como una forma de medir la relación entre la magnitud física de un estímulo y su intensidad percibida.

El modelo matemático resultante de este proceso es conocido como la Ley de Weber-Fechner, y demuestra que la relación entre estímulo y percepción es logarítmica. (Para una derivación más simple, ver la Wikipedia). La Ley de Weber-Fechner es importante debido a que establece un nuevo campo de estudio llamado psicofísica.

La relación logarítmica entre un estímulo y su percepción aparece en varios ejemplos bien conocidos, como la escala logarítmica de decibelios para la intensidad del sonido, y una escala similar para medir el brillo de las estrellas, su magnitud.

Hoy, Haengjin Choe de la Universidad de Corea en Corea del Sur, dice que hay una interesante conexión entre la Ley de Weber-Fechner y la famosa teoría matemática de la información desarrollada por Claude Shannon en los Laboratorios Bell en la década de 1940.

El trabajo de Shannon está entre los más importantes del siglo XX. Establece los límites en la cantidad de información que puede enviarse desde una localización del universo a otra. No es una exageración decir que toda la infraestructura de comunicaciones y computación del mundo, están basadas en el trabajo de Shannon.

Choe señala que la ley desarrollada por Shannon que vincula la cantidad de información que puede transmitirse mediante un único símbolo, también es logarítmica. De hecho, toma exactamente la misma forma que la Ley de Weber-Fechner.

Lo que esto significa es que los fenómenos psicofísicos pueden tratarse matemáticamente de la misma forma que cualquier otro tipo de transmisión de información, por lo que se abre una nueva puerta a un nuevo y extenso conjunto de herramientas matemáticas que pueden proporcionar nuevas visiones sobre la naturaleza de la percepción.

Por supuesto, la idea de que la percepción sensorial es una forma de comunicación y, por tanto, obecede a las mismas reglas, no es completamente sorprendente. Lo que es asombroso, (de ser cierto) es que la conexión no se haya advertido antes.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1002.3909: Connection Between Shannon’s Information Theory And The Weber-Fechner Law

Fecha Original: 24 de febrero de 2010
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