Gypsy, Model VI, Claude Shannon, Nimwit ve Fare

İki bilgisayar

Ülkenin en çok çalışan iki bilgisayarı New Jersey'deki Murray Hill'de, Bell Telefon Laboratuvarları'nda duruyor. Biri bir diferansiyel analizör; Bell Labs çalışanları arasında Gypsy diye biliniyor — GPC'nin, yani general purpose computer'ın ağızda bozulmuş hâli. Hesap sisteminin merkezinde yükselteçler ve kondansatörler var; fiziksel problemleri benzetip canlandırıyorlar. Öteki makine, Model VI, sayısal yolu tutuyor: 4.600 elektrik rölesi toplama, çıkarma, çarpma ve bölme işlerini yürütüyor.

Analizöre son zamanlarda verilen işlerin en ilginci, ankesörlü telefona atılan bir madeni paranın izlediği yolu hesaplamaktı. Soru, telefon şirketlerinin en inatçı ve en sinir bozucu meselelerinden birine dokunuyor: para yuvasına sahte jeton atan küçük dolandırıcı nasıl engellenir? Para, yuvadan aşağı inerken bir yerde sekiyor. Yani hareketi matematiksel olarak kesintili; en iyi ifadesi, birbirinden belirgin biçimde ayrı iki denklem. Biri ilk düşüşü anlatıyor; ikincisi, paranın sektikten sonra yaptığı takla ve savruluşu.

Sayısal bilgisayar ölçütlerine göre Model VI olağanüstü hızlı değil; yine de beş basamaklı iki sayıyı 0,8 saniyede çarpıyor. Bell Labs mühendislerinin önüne koyduğu işler için bu fazlasıyla yeterli. Daha önemlisi, güvenilir röleleri onu hesap makineleri dünyasının en istikrarlı çalışanlarından biri yapıyor.

Üç yıl önce tam zamanlı çalışmaya başladığından beri Model VI'nın çalışma alışkanlıkları giderek düzeldi; geçen kasımda, çalışma çizelgelerine göre günde ortalama 24 saatten fazla iş çıkardı. Bu akıl almaz rekorun bir kısmı istatistik oyunu: hesapta "gün" derken "normal iş günü" kastedilmişti, makine de birçok hafta sonu ve tatilde başında kimse olmadan çalışarak ortalamasını şişirmişti.

Son işlerinden biri, Bell Sistemi'nin yeni L-3 koaksiyel kablosundan geçecek mesajları birbirinden ayıracak elektronik süzgeçlerin tasarımıydı. Kablo şu sıralar New York ile Philadelphia arasına döşeniyor; aynı anda 1.800'den fazla telefon görüşmesi taşıyabilecek. Dilenirse 600 görüşmenin yerine, herhangi bir yönde bir televizyon yayını konabiliyor.

Oyun oynayan makineler

Bu iki bilgisayar yorulmadan angarya çekerken, Bell Labs'te sayısı giderek artan bir küçük makine takımı salon oyunları oynuyor. Görünüşte bu havai topluluğun patronu ve baş tasarımcısı, çeşitli türden düşünen makineler üzerine çalışmalarıyla tanınan 37 yaşındaki matematikçi Dr. Claude E. Shannon.

Shannon'ın oyun oynayan makinelere ilgisi hobi olarak başlamış. İlk başarılarından biri, ucu üzerinde duran bir çubuğu dengede tutmak için ileri geri seğirten, kendi yaptığı bir arabaydı. Çubuk tabanından mafsallıydı; öne arkaya devrilebiliyor, yanlara devrilemiyordu. Dengeleme meselesine daha şahsi bir yaklaşımla, zıpzıp değneğiyle seke seke ilerlemenin ustası olmuş; şimdi de tek tekerlekli bisiklete çalışıyor.

Bell Labs, Shannon'ın bu eğlenceyi Murray Hill'de mesai saatleri içinde uzun vadeli bir geliştirme projesine çevirmesinden memnun. Nedeni şu: bir telefon santralindeki anahtarlama sistemi bir bakıma ayrıntılı bir oyun makinesidir. Röleleri, abonelerin hattını mümkün olan en hızlı ve en verimli biçimde bağlamak ya da kesmek zorundadır. Bu sistemin hızında veya isabetinde en küçük iyileşme, daha düşük maliyette daha iyi hizmet demektir. Shannon'ın makinelerinin çoğu, ilke olarak santraldekilerin aynısı olan röle düzeneklerine dayanıyor; yani telefonculukta yeni fikirlerin sınandığı deneme alanları.

Hanoi Kulesi

Oyun makinelerinin en basiti, Hanoi Kulesi diye bilinen eski bulmacayı çözüyor. Oyun üç çubukla başlıyor. Birinin üzerinde büyükten küçüğe doğru dizilmiş birkaç disk var — en büyüğü altta, en küçüğü üstte. İş, yığını başka bir çubuğa taşımak: bir seferde birden fazla disk kaldırmadan ve büyük bir diski hiçbir zaman küçüğün üstüne koymadan.

Shannon'ın makinesinde belirlenmiş bir oyun çizgisini izleyen 14 röle var; altı diskle bulmacayı 63 hamlede çözüyor. Altı disk için mümkün olan en az hamle sayısı bu.

Bir Hint efsanesi anlatır: dünyanın merkezini imleyen Benares'teki büyük tapınağın altında, her biri bir arşın boyunda ve arı gövdesi kalınlığında üç elmas iğnenin saplandığı pirinç bir levha durur. Bu iğnelerden birine saf altından 64 disk yerleştirilmiştir. İnsanlar gece gündüz, bu meselede Hanoi Kulesi'nin kurallarıyla birebir örtüşen Brahma yasalarına göre diskleri taşırlar. İşleri bittiği gün dünya bir felaketle son bulacaktır. Shannon'ın makinesi altı diskli bulmacayı iki dakikanın altında çözüyor; Bu insanların ise işi 60 milyar yıldan kısa sürede bitirebilmek için acele etmesi gerekecek.

Çin Halkaları

Shannon'ın bir başka makinesi, bir çubuktan halkaları çıkarmaya dayanan Çin Halkaları bulmacasını benzetiyor. Halkalar zincirlerle öyle bağlıdır ki bir halka, ancak çubuğun ucuna doğru komşusu takılı iken ve onun ötesindekilerin hepsi çıkarılmış iken çıkarılabilir. Shannon kendi sürümünde halkaların yerine, aynı kurallara göre yanıp sönen ışıklar koymuş.

Hanoi Kulesi ile Çin Halkaları, modern anlamda ilkel düşünen makineler. Daha önce yaptıkları hamlelere hiç bakmadan, mantıksal ve önceden belirlenmiş bir oyun örüntüsünü izliyorlar. Shannon'ın öteki makineleri daha yukarı basamakları temsil ediyor.

Nimwit

Bunlardan biri, Nim'i ustalıkla oynayan Nimwit. Oyunun birkaç türü var; belki en yaygını bir kibrit yığınıyla başlıyor. Birinci oyuncu bir, iki ya da üç kibrit alabilir; ardından ikinci oyuncu bir, iki ya da üç. İki taraf yığın tükenene kadar sırayla oynuyor ve her biri son kibriti rakibine bırakmaya çalışıyor.

Shannon'ın makinesinin insan rakibine karşı oynadığı sürümde, her birinde en çok yedi ışık bulunan üç sıra var. Hamle, bir sıradaki istenen sayıda ışığı söndürmekten ibaret. Makine üç alt kuraldan birine göre ayarlanabiliyor: son ışığı rakibine bırakmaya çalışabilir, son ışığı kendisi söndürmeye çalışabilir, ya da bir hamlede aynı sırada üçten fazla ışık söndürülemeyeceği kısıtıyla oynayabilir.

Kural takımı hangisi olursa olsun, ilk hamle ve elverişli bir başlangıç verildiğinde Nimwit her zaman kazanıyor. Rakip ilk hamleyi yaparsa çoğu durumda kazanabiliyor; ama Nimwit kaybederken oyunu elinden geldiğince uzatacak şekilde oynuyor. Beyni 45 röleden kurulu bir düşünme ağı.

Hex

Daha da karmaşık olanı, Princeton Üniversitesi'nde geliştirilmiş bir masa oyununu, Hex'i oynayan makine. Tahta, petek düzeninde altıgen gözlerle dolu bir eşkenar dörtgen. Oyuncular sırayla boş gözleri taşlarla dolduruyor; amaç tahtanın bir kenarından karşı kenarına kesintisiz bir taş zinciri kurmak. Üç taş, satranç ya da damanın aksine Hex asla berabere bitmiyor.

Shannon'ın Hex makinesi taş yerine renkli ışık kullanıyor. İnsan rakip, tutmak istediği altıgenin altındaki kırmızı lambayı yakmak için bir düğmeye basıyor. Birkaç saniye sonra makine, kendi seçtiği altıgenin altındaki sarı lambayı yakıyor. Süt beyazı plastik tahtanın içinden dağınık biçimde sızan renkler, Hex'i Shannon'ın oyunlarının en gösterişlisi yapıyor.

İnsan rakip için en sinir bozucu olanı da bu. Çünkü Shannon makinesinin lehine hile yapmış. Dikkatle bakınca tahtanın aslında bir paralelkenar olduğu görülüyor: makine ışık zincirini yalnızca yedi altıgen ötedeki bir kenara doğru ilerletiyor, rakibinin en kısa yolu ise sekiz altıgen. Bu handikap, üstüne rakibin her hamlesine karşılık gelen gözü doldurmak gibi basit bir strateji eklenince makineye aşılmaz bir üstünlük veriyor.

Görünüşte makinenin hamle öncesi duraksaması düşünmesinden. Gerçekte röleleri neredeyse anında kapanıyor; gecikmenin sebebi, ısınıp sarı lambalara akım geçirmesi birkaç saniye süren termistörler. Tasarımın bu küçük oyunu, hem gizem havasını hem de alt edilen rakibin çaresizliğini artırıyor.

Bird Cage

Yukarıdaki makinelerin hepsi hamlelerini matematiksel kesinlikle hesaplıyor. Shannon başka bir makinede ise elektriksel bir sezgi yolu bulmuş. Bu makine, kendi geliştirdiği Bird Cage'i oynuyor. Tahta 36 gözlü bir kare; amaç, Hex'te olduğu gibi tahtanın bir kenarından karşı kenarına uzanan bir göz dizisini doldurmak.

Bird Cage'de insan rakip akıllı oynarsa kazanabiliyor. Tahtanın altında, her biri üstteki bir göze karşılık gelen dirençlerden bir ağ var. Bir göz tutulunca ona karşılık gelen direnç kısa devre ediliyor. Böylece tahtanın karşıt kenarları arasındaki elektriksel gerilim, kısa devre edilmemiş dirençlerden birinde yığılıyor. Her boş gözün bir lambası var. Oynama sırası makineye geldiğinde, gerilimin en yoğunlaştığı noktadaki lamba yanıyor ve o gözü makinenin sıradaki hamlesi olarak gösteriyor. Oyunda bu stratejinin ustaca olduğu, ama yenilmez olmadığı görülüyor.

Satranç

Shannon'ın en akademik işi satranç oynayan bir makine. Aslında özel bir düzenek değil bu; büyük ve hızlı herhangi bir genel amaçlı sayısal bilgisayara, ortalama bir oyuncuya keyifli bir mücadele verecek kadar hızlı ve ustalıklı satranç oynamanın öğretilebileceğine dair bir kavram. Elektronik satranç oyuncusunu kurmak için gereken zamanı ve emeği henüz kimse harcamadı.

Fare

Shannon'ın en yeni makinesi, dünyanın dört bir yanındaki psikoloji laboratuvarlarında sayısız farenin yaptığı gibi labirent çözen bir fare. Fark şu: Shannon'ın faresi bir mıknatısın çevresine kalıplanmış, bakır bıyıklarla donatılmış ve üç tekerlek üzerine oturtulmuş, gerçek boyutta gri bir kauçuk parçası. Labirent çözücü olarak kesinlikle süper fare sınıfında.

Labirent bir masa üstünün yarısı kadar; fareye zorluk çıkarmak için 40 değişik yuvaya takılabilen alüminyum çitleri var. Shannon fareyi labirentin herhangi bir yerine koyduğunda, hayvan köşelerden birindeki peynire doğru seğirtmeye başlıyor — peynir, zil çaldıran pirinç bir kontak. Fare ne zaman bir çite kafa kafaya çarpsa geri çekiliyor, çeyrek tur dönüyor ve yeni yönde hızla ilerliyor. Bu deneme yanılmayla sonunda peyniri buluyor.

Sonra asıl olağanüstü gösteri geliyor. Shannon fareyi labirentin başka bir yerine koyuyor. Bu kez hayvan hiçbir çite değmeden, emin ve hızlı biçimde peynire yürüyor. Labirenti öğrenmiştir. Shannon labirenti değiştirirse fare yeniden deneme yanılmaya dönüyor ve çitlerin yeni düzenini de öğreniyor.

Karmaşık bir örüntüyü öğrenme ve örüntü değişince öğrendiğini yenileme yeteneği, tabii ki fare gövdesi kadar küçük bir makineye henüz sığdırılamıyor. Beyin gerçekten de ayrı bir kutuda duruyor. Sevimli canlılık görüntüsünden soyutlandığında fare şöyle işliyor:

Labirentin metal zeminine konduğunda mıknatısı, zeminin altındaki bir anahtarı tetikliyor. Motorla hareket eden bir elektromıknatıs, farenin tam altındaki noktaya seğirtip onu manyetik olarak kavrıyor. Mıknatıs fareyi 90 derece döndürüp ileri sürüyor. Bakır bıyıklar bir çite dokunup devreyi kapatırsa mıknatıs geri çekiliyor, fareyi yeniden döndürüyor ve ileri gitmeyi baştan deniyor.

Başarılı her atılım, 50 röleyle denetlenen farenin beynine kaydediliyor. Bu beyin labirenti bir dizi kare bölme olarak görüyor. Fare bir bölmeden ötekine engellenmeden geçtiğinde beyin, belleğine şu anlama gelen kaydı düşüyor: "5. bölmede kuzeye dön." Fare bütün bölmeleri dolaştığında beyni onu tüm çıkmaz sokaklardan uzak tutmayı öğrenmiş oluyor.

Bundan sonrası

Telefon mühendisleri için ne kadar önemli olsalar da, Shannon'ın makineleri zamanla ortalama yurttaşın — telefon hakkında onu nasıl kullanacağından fazlasını bilmeyen insanın — hayatında daha da önemli hâle gelebilir. Çünkü bu makineler, Shannon'ın üzerinde çalıştığı denetim ilkelerini kullanan yeni bir süper aygıt soyunun atası olmaya aday.

Fareden, süs bahçesinin içinde yolunu bulup çiçek tarhlarına hiç dalmadan çimi biçen otomatik bir çim makinesine geçmek, mühendislik hayal gücü bakımından kısa bir adım. Bir başkası tenis oyuncularına top toplayabilir. Bir diğeri, fabrikada denenmiş tarifler arasından seçtiğiyle kek karıp pişirebilir.

---