Problemler, Çözümler ve Çözme Yöntemleri

Ya da daha karmaşık bir işlemi örnek olarak ele alalım: araba kullanmak. Amerika Birleşik Devletleri’ndeki insanların çoğu, arabalarına, yollara, trafiğe ve tekniğe büyük ölçüde alışmış ve en az birkaç yıllık deneyim kazanmış oldukları için, bir mil ya da 10 mil ya da 100 mil araba kullanmayı “düşünmeye bile gerek duymayacakları” bir ustalık düzeyine ulaşmıştır.

Birine araba kullanmayı öğretirken, ilerlemenin doğal bir yolu görevi çeşitli aşamalara bölmektir. Birinci aşama durmaktır: araba hareket halindedir ve kursiyerin onu durdurması gerekir. İkinci aşama, çevredeki trafiğin neredeyse hiç olmadığı durumlarda, yavaş ileri hareket ve direksiyon kontrolüdür. Ve bu şekilde, aşama aşama devam edilir; ta ki kursiyer sonunda, sürücü belgesi sınavı için eğitmeni eşliğinde eyalet sınav görevlisine gitmeye hazır görünene kadar.

Tablo 1’de listelenen 20 işlem, yaygın gündelik problemlerin yalnızca küçük bir örneğidir. Gündelik yaşamımızdaki sıradan problemlerin çok yönlü yanlarıyla başa çıkmamızı sağlayan bilgi kaynakları nelerdir?

İşte bunların bir listesi:

Talimat — insanlar ya da yönergeler bize ne yapmanın makul olduğunu söyler
Deneyim — deneyimle neyin yapılacağını ve neyin yapılmaması gerektiğini öğreniriz
Alıştırma — alıştırma yaparak uzmanlaşırız
Sağduyu — bir yordamda mantıklı olmayan gereksiz adımları eleriz
Karşılaştırma — bir başkası çok daha iyi yapıyorsa, bunu nasıl yaptığını inceleriz
Deney — denemeler yapar ve yordamı geliştirmek için bilgi ediniriz

6. Bilimsel Yöntem İlkesi

Analiz ve Sentez İlkeleri, doğal olarak Bilimsel Yöntem İlkesine gelişir. Bu, sözlüğe göre, bir problemin tanınmasını ve formüle edilmesini, gözlem ve deney yoluyla veri toplanmasını ve hipotezlerin formüle edilip sınanmasını içeren, bilginin sistematik olarak izlenmesine yönelik ilke ve yordamlar bütününden oluşur. Ancak gerçekte, test ve deneyim yoluyla herhangi bir sonuca vardığımızda bilimsel yöntemi kullanmış oluruz.

Örneğin, bir arkadaşımızın altı denemenin altısında da 15 dakika geç kaldığını görürüz ve buna göre onun düzenli olarak geç kalacağını varsayarak plan yaparız.

Bilimsel yöntemde yaklaşık bir düzine temel fikir vardır. Bunlar, bazı açıklamalar ya da yorumlarla birlikte Tablo 2’de listelenmiştir. Bu fikirlerin bazıları ileride bir ölçüde daha ayrıntılı olarak da ele alınacaktır.

Tablo 2

Bilimsel Yöntemdeki Temel Fikirler

Merak — bir şeye, olaya ya da fenomene duyulan ilgi; bunun hakkında soru sormaya, incelemeye ve anlamaya çalışma yönelimi
Gözlemleme — duyularımızı ve aletler dâhil uzantılarını kullanarak şeyleri, olayları, fenomenleri not etmek (yakından dikkat etmek)
Kaydetme — gözlemlediklerimizi ve öğrendiklerimizi kayda geçirmek; böylece mevcut gözlemleri dün, geçen yıl ya da çok daha önce gerçekten gözlemlenmiş olanlarla karşılaştırabilmek
Örnek Toplama — kayıtları gerçek örneklerle (müzelerde olduğu gibi) doğrulayabilmek ve toplama sırasında gözlemlenip kaydedilmemiş olabilecek şeyleri daha sonra inceleyebilmek
Örnek İşletim Ortamları — fenomenlerin koleksiyonlarını ve dizilerini (saksılar, akvaryumlar, botanik bahçeleri, laboratuvarlar gibi) inceleyebilmek ve davranış dâhil olmak üzere fenomenlerin etkileşimini kayda geçirmek
Deney Yapma — bir olası açıklamayı bir diğeriyle karşılaştırmak ve hangisinin daha tatmin edici olduğunu belirlemek için fenomenlerin yeni davranışlarını düzenlemek
Ölçme — bir fenomenin sayısını ya da o fenomenin belirli birimlerinin sayısını ve son birimin bir kesrini saymak
Değişim (daha kesin adıyla eşzamanlı değişim) — bir fenomen, ikinci bir fenomen belirli bir başka şekilde tekrar tekrar değiştiğinde belirli bir biçimde tekrar tekrar değişiyorsa, bunlardan biri diğerinin nedeni, sonucu ya da nedensel olarak ilişkili olanıdır
Açıklama — bazı fenomenlerin davranışının, kanıtlarla doğrulanmış biçimde, belirli diğer fenomenlerden nedensel olarak kaynaklandığını betimleme
Hipotez — makul sonuçlarını incelemek ve sınamak amacıyla yapılan geçici bir varsayım ya da kabul
Teori — neredeyse hiç çelişkili deney bulunmaksızın çok sayıda deneyle doğrulanmış bir hipotez
Yasa (doğa yasası) — aynı koşullar altında değişmez olduğu saptanmış bir neden ile bir sonucun davranışını ifade eden bir bildirim

Merak

Tablo 2’deki ilk konu olan merak, insanlığın yeryüzündeki uzun yüzyılları boyunca her zaman hoş karşılanmamış ve teşvik edilmemiştir. Genç maymunlar ve küçük çocuklar her zaman yoğun bir merakla işe başlarlar. Ancak ebeveynler sık sık çocukların “Çimen neden yeşil?” ve “Tanrı’nın var olduğunu nereden biliyorsun?” gibi sorularından bunalırlar. Ve bazen verilen yanıtlar “Öyledir de ondan” ve “Öyle olması gerekir” olur; bu tür yanıtlar sorgulayıcı genç zihni tatmin etmez.

İncil’de (Ecclesiasticus) şu ifade yer alır: “Gereksiz konularda meraklı olma.” Aziz Augustine’in yazılarında ise şu geçer: “Tanrı, meraklılar için Cehennemi şekillendirdi.” Ve sözlük, “merak” kelimesinin eski bir anlamı olarak şunu verir: kutsal konular gibi alanlarda bilgi arama isteği; kınanabilir ya da ayıplanabilir bir arzu.

1500’lü ve 1600’lü yıllarda Avrupa’da, çalışkan ve eğitimli erkeklerin doğal dünyayı incelemesi uygun ve hatta moda hâline geldi. Sonuçlardan biri olarak, büyük İtalyan bilgin Galileo (1564–1642), İtalya’ya ulaşan ilk teleskoplardan biriyle gözlem yaparak Jüpiter’in uydularının bu gezegenin çevresinde dolandığını ve bunun, Dünya gezegeninin Güneş’in çevresinde döndüğünü savunan Kopernik kuramını doğruladığını gördü. Daha sonra Katolik Engizisyonu’nun emriyle görüşlerinden vazgeçti.

Günümüzde merak, neredeyse her yerde hoş karşılanmaktadır. Bilme ve anlama tutkusu, dolayısıyla belki de öngörebilme isteği olan merak, bilimsel araştırma ve geliştirmenin ana itici gücüdür. Büyük çoğunluk tarafından saygın görülür ve doğru ve mantıklı kabul edilir.

Gözlemleme

Gözlemlemek, özellikle yönlendirilmiş ve dikkatli bir odaklanma yoluyla görmek ya da fark etmektir. Bilimsel anlamda gözlemlemek kolay değildir ve çoğu zaman disiplin gerektirir. Özellikle olgular ile yorumları birbirinden ayırmak gerekir; çünkü çoğu zaman olguları değil, yorumları görürüz.

Gözlemlemedeki zorluğa iyi bir örnek, ufukta yeni batan güneşin ya da yeni doğan dolunayın görünümünde bulunur. Bu görüntülerin her biri beklenmedik derecede büyük görünür; bunun nedeni, gözün görüntüyü otomatik olarak görüntünün yakınındaki ufuk manzarasıyla karşılaştırmasıdır.

Örnek İşletim Ortamları

Bir işletim ortamına iyi bir örnek küçük bir akvaryumdur. Böyle bir ortamın çekici bir anlatımı, doğabilimci Konrad Lorenz’in King Solomon's Ring adlı güzel kitabında yer alır:

“Çocukluğun bütün cazibesi benim için hâlâ bir balık ağında yaşar: çerçevesi, sıradan bükülmüş bir tel; ağı, bir çorap ya da perde parçası. Dokuz yaşındayken böyle bir aletle balıklarım için ilk Daphnia’yı yakaladım ve böylece beni hemen büyüsü altına alan tatlı su göletinin harikalar dünyasını keşfettim; kaderim mühürlenmişti, çünkü doğanın içten güzelliğini bir kez görmüş olan kişi artık ondan kopamaz.”

Değişim

Eşzamanlı değişimlere ilişkin ilginç bir örnek, İngiliz mantıkçı ve öğretmen W. Stanley Jevons’un 1870’te yazdığı bir kitapta aktarılmaktadır:

“Değişimlerin son derece olağanüstü bir örneği, son yıllarda Kuzey Işıkları, manyetik fırtınalar ve güneş üzerindeki lekeler arasında var olduğu gösterilen bağlantıda görülür. Manyetik pusula iğnesinin belirli aralıklarla çok hafif ama tuhaf hareketlere maruz kaldığı ve aynı zamanda genellikle telgraf tellerinde iletimi bozacak biçimde doğal elektrik akımlarının oluştuğu, ancak son 30 ya da 40 yıl içinde bilinmiştir. Bu rahatsızlıklar manyetik fırtınalar olarak bilinir ve yeryüzünün bir yerinde Kuzey ya da Güney Işıkları’nın görkemli bir gösterisi gerçekleştiğinde sıkça ortaya çıktıkları gözlemlenir. Uzun yıllar boyunca yapılan gözlemler, bu fırtınaların her on bir yılın sonunda en kötü düzeye ulaştığını, en yüksek noktanın yaklaşık olarak şimdiki 1870 yılına denk geldiğini ve ardından bir sonraki on bir yıllık dönem geçene kadar şiddetlerinin azaldığını göstermiştir. Güneşin 30 ya da 40 yıl boyunca yakından gözlemlenmesi, güneş yüzeyinde meydana gelen devasa fırtınalar olan koyu lekelerin boyutunun ve sayısının, yeryüzündeki manyetik fırtınalarla tam olarak aynı zaman dilimlerinde artıp azaldığını göstermiştir. O hâlde, bu tuhaf fenomenlerin birbiriyle bağlantılı olduğundan kimse kuşku duyamaz; gerçi bağlantının biçimi tamamen bilinmemektedir….”

Başka bir deyişle, gökbilimciler güneş lekeleri olgusuyla yeryüzündeki manyetik bozulmalar olgusunun, aynı 11 yıllık dönemle birlikte değişerek bağlantılı olduğunu fark etmişlerdi. Ancak neden (Güneş’ten gelen elektrik yüklü parçacık akımları) henüz belirlenmemişti.

7. Model İlkesi

Problem çözmenin bir diğer önemli yöntemi Model İlkesidir. Bu, bir problemin önemli özelliklerinin, probleme uygun bir benzetme ya da model aracılığıyla temsil edilmesi ilkesidir. Örneğin, “şişkin” bir ayı ya da gezegeni temsil etmekle ilgileniyorsak, görünür diskin yarıdan fazlasının fakat tamamının aydınlanmadığını gösteren bir ay veya gezegen model diyagramı çizmek oldukça basit bir iştir.

“Model” sözcüğünün sözlükte birkaç tanımı vardır:

bir şeyin yapısal tasarımı
bir şeyin minyatür temsili
bir şeyin kalıbı
doğrudan gözlemlenemeyen bir şeyi görselleştirmeye yardımcı olmak için kullanılan bir betimleme ya da benzetme

Bir model, çoğu zaman modellenen şeyden daha küçüktür, ancak bazen daha büyük de olabilir. Model yerine sıklıkla kullanılan diğer terimler arasında görüntü, harita, temsil, benzetme vb. bulunur.

Bazı basit fikirler çok güçlü modellerdir; geniş bir alanda uygulanırlar, pek çok probleme yanıt verirler ve birçok durumu anlamak için içgörü sağlarlar. Bu fikirler, zihnimizde taşıyabileceğimiz resimler ve düşünme biçimleri sunar ve gerçek dünyadaki olayları ve süreçleri açıklamaya yardımcı olur.

Birçok problem, modellerin, görüntülerin, haritaların ve temsillerin kullanımıyla çözülür. Bunlar kâğıt üzerinde ya da zihinsel olabilir ve bir problemin yapısını gösterir, bildirir ya da ortaya çıkarır. Örneğin, bazı göçmen kuşların zihinlerinde, binlerce mil boyunca seçilmiş bir yönde uçmalarını sağlayan yıldız haritaları vardır. Bir labirentte yiyecek bulmak üzere eğitilen bir sıçan, labirenti giderek daha hızlı çözmesini sağlayan zihinsel bir plan geliştirir. Yoğun kullanılan bir caddeden geçen yetişkin bir kişi, zihninde anlık bir model oluşturur; bu model, trafik akışlarındaki boşlukları görmesini ve yaklaşan arabaları önlemesini sağlar.

Bunu nasıl biliyoruz? Kısmen, hayvanların ve insanların zihinlerinde bu tür modellerin bulunduğunu varsaymadan, onların ne yaptıklarını açıklamanın mümkün olmamasından biliyoruz. Ayrıca, yıldız temsilleri içeren bir kuşhane, kuşların hangi yönlerde uçmaya çalıştıklarını gösterebilir. Bunun dışında da kanıtlar vardır.

“Model” sözcüğü, geçtiğimiz yüzyılda mühendislikteki kullanımıyla ek bir anlam kazanmıştır. Önerilen bir mühendislik yapısı (lütfen sayfa 27’ye bakınız).

Yıllık Dizin

Computers and People 1984, Cilt 33 için

Makaleler ve Kısa Raporlar

Bu dizin, yazarın soyadına göre, ardından başlığa (kısaltılmış olabilir), sonra sayıya ve ardından sayfa numarasına göre düzenlenmiştir.

Akers, J.F., Bilgi Endüstrisi ve Olası Kısıtlamalar, ND 7
Computers and People Cilt 33, 1983 için Yıllık Dizin, JF 15
Bequai, A., Bilgisayar Suçlarının Nedeni Olarak Etik Eksikliği, MJ 7
Berkeley, E.C., Sandia Natl Labs’te Çözülen Kriptografi Problemleri, SO 24
Berkeley, E.C., “Korku Noktası” Yok mu?, MA 24
Berkeley, E.C., Bilgisayar Alanında Geçirdiğim 45 Yıl, JF 20
Berkeley, E.C., Yeni Fikirlere Karşı Çıkış, MJ 21
Berkeley, E.C., Problemler, Çözümler ve Çözme Yöntemleri, böl. 1–2, SO 12, ND 21
Boston Globe, ABD Hava Kuvvetleri’nin 1983’te Bilgisayar Sistemi Yoluyla 700 Milyon Dolarlık Yedek Parçayı Hurdaya Ayırması, SO 3
Caldwell, E.N., Yankesici, Finansçı: Olağanüstü Bir Köpeğin Hikâyesi, JF 22
Canadian Security, Büyük Britanya’da Bilgisayarlı Suç Tespiti, SO 3
Clark, W.J., İsrail’de Bilgisayarlar Daha Yüksek Verimlilik için Çiftlikleri Yönetiyor, JA 1, 5, 26
Cleveland, H., Kral Canute ve Bilgi Kaynağı, ND 16
Coupland, B., Nevada Tüm Yargı Sistemini Bilgisayarlaştırıyor, ND 2
Endo, H., Meteorolojik Veri İşleme Sistemi Antarktika Buzkıranına Rehberlik Ediyor, MJ 27
Feinberg, R.A., Bilgisayarlar, Eliza ve Onun Ardılları, JF 12
Fitzgerald, E.B., Ofis Entegrasyonu — Vizyon ve Gerçeklik, JF 8
Fuller, C.L., Beyaz Saray’da Ofis Otomasyonu, JF 16
Hale, D., Basit Donanımla Yapılan Süper Bilgisayar Fizikte Temel Soruları İnceliyor, MJ 27
Hammond, R., Bilgisayarı Anlamak, böl. 1–2, MJ 15, JA 17
Heckel, P.C., Kullanıcı Dostu Yazılım Tasarım Öğeleri, SO 8
Heder, L., Orada Olmayan Bir Tehdit mi?, MA 22
Howell, S.L., Bilgisayar “Uzman Sistem”i Teksas Enerji Santrallerini Destekliyor, ND 28
Kastenmeier, R.W., Orwell’in “1984”üne Giden Yolda, MA 16
Kuehn, E., New York Metro Sistemi ve Bilgisayar Tabanlı Eğitim, MA 8
Japanese Economics Journal, Japon Bilgisayar Sistemi Nesneleri Görsel Olarak Tanımayı Öğreniyor, ND 3
Lias, E.J., Bilgisayar Edinme Sürecinde Gözden Kaçmaları Önlemek, böl. 1–2, JA 21, SO 20
Lias, E.J., İşletmeler Çalışanları için Mikro Bilgisayar Almalı mı?, MA 18
Macdonald, N., Kitap Duyuruları, MA 27
McKee, W., Rochester Institute of Technology’de Test ve Notlandırma Kolaylaştırılıyor, JF 27
New Scientist, Bilgisayarlı Teleskop Yılda 200.000 Yıldız Konumunu Kaydediyor, JA 27
Oregon State University, Matematiksel Model Araştırması Su Altı Ses Dalgaları ve İnsan Bağışıklık Sisteminin İncelenmesine Yardımcı Oluyor, ND 3
Orlov, V., Küresel Uydu İşbirliği ile Kurtarma Operasyonları, JA 12
Platt, J., Daha Güvenli Bir Dünya Yapısını Tasarlamanın Zamanı, ND 11
Prouty, L.F., Demiryolları ve Bilgisayar: İdeal Evlilik, SO 17
Reitman, W., İş Dünyası için Yapay Zekâ Uygulamaları, JA 8
Rosenbrock, H.H., İnsan Yeteneğinin Doğru Kullanımı, JF 26
Ruder Finn & Rotman, Veri İşleme Sistemi Uydu Görüntülerini 10 Saat Yerine 10 Dakikada Yeniden Üretiyor, ND 2
Sagan, C., Nükleer Kış, MA 12
Sandia Natl Labs, Santrifüj ve Bilgisayar Modellemesi Madencilik Problemlerini Anlamaya Yardımcı Oluyor, ND 27
Stansky, P., “1984” Üzerine, MA 23
Sutherland, L., Treepeople Bilgisayarları Kullanarak Bir Milyon Dikimlik Olimpik Hedefe Ulaşıyor, ND 28
Toronto Globe and Mail, Montreal McGill Üniversitesi’nde Deniz Radarı Gelişmeleri, MJ 26
Ury, W.L., Nükleer Savaşı Önlemek için Ne Yapabiliriz, JA 15

The Computer Almanac and Computer Book of Lists (CACBOL)

Şahinler ve Dalga Desenleri, JF
Sekiz Penguen, İki Adam ve Bir Radyo Vericisi, MA
Çin Ejderhaları, MJ
İsrail’de Bilgisayarlı “Fertigasyon”: Varlık ve Yokluk
Savaşın Kullanımı, Soruların Çözümlenmesi ve Bilgisayarlar, JF 6
Göreli Zaman ve Göreli Tarih, MA 6

34’ten 38’e Kadar Bölümler

Her sayının 5. sayfasında tanımlanan 24 liste.

Deniz Kuşları, SO
Taşınabilir Bilgisayar Seyahat Eden Yazarı İşte Tutuyor, ND
Nasıl Karartılır ve Nasıl Karartılmaz, MJ 6
Bilgisayarların ve Akıl Yürütmenin Eksik Uygulamaları, JA 6
Tahminler ve Hatalar, SO 6
Akılcı Umut, ND 6

Çevik Zihinler ve Bilgisayarlar için Oyunlar ve Bulmacalar

Maximdidge, Naymandidge, Numble, JF 28, MJ 28, JA 28, SO 28

Computing and Data Processing Newsletter

Amerika Birleşik Devletleri’nde Endüstriyel Robotlar

NAYMANDIDGE

Bu tür bir bulmacada, rastgele ya da sözde rastgele rakamlardan oluşan bir dizi ("Doğa tarafından üretilmiş") "belirli bir sistematik işleme" ("Doğa tarafından seçilmiş") tabi tutulmuştur. Sorun ("İnsanın karşı karşıya kaldığı") Doğa’nın işleminin ne olduğunu bulmaktır.

"Belirli bir sistematik işlem" aşağıdaki gereklilikleri karşılar:

İşlem, tanımlanabilen belirli bir sınıfa ait tüm rakamlara uygulanmalıdır.
Sonuç, açıkça görülebilen, sistematik ve rasyonel bir düzen sergilemeli ve bir tür rastgeleliği tamamen ortadan kaldırmalıdır.
İşlem, dörtten fazla İngilizce kelimeyle ifade edilememelidir.

(Bununla birlikte, İnsan çözümü ifade etmek için daha fazla kelime kullanabilir ve yine de kazanır.)

NAYMANDIDGE 8503

``` 8 8 9 7 4 8 6 9 3 2 2 1 3 2 6 6 3 5 6 7 4 2 3 4 7 4 9 1 8 1 9 4 5 0 7 2 6 5 5 5 6 9 3 3 5 1 8 6 6 6 1 5 1 8 5 3 8

0 5 0 2 3 6 3 3 7 7 9 3 1 5 2 9 4 0 6 7