bilimkurgu kulubu

Bilim & Teknoloji algoritma bilinc

Tarih: 9 Temmuz 2018 | Yazar: Sinan İpek

0

Neden Algoritmalar Bilincin Yerini Alamaz?

Bütün elektronik beyinlerin ve bu beyinleri çalıştıran algoritmaların sorunu hep aynı: Döngüseller. Yani çalışabilmeleri için bir başlangıç noktasına geri dönmeleri gerekiyor. Bir algoritma başlangıç noktasına dönmeden önce sayılı işlem yaparak sonlu sayıda yolu tüketmek zorunda. Yani algoritmalar sonlu olmalı. Bunun istisnası, kendin kendini çağıran (rekürsif) algoritmalardır ki yapay zekâ dillerinin pek çoğu bu tür alt yordamlar kullanır. Kendi kendini çağıran yordamlar, yapay zekâ için gereken karmaşık alt yapıyı şaşırtıcı bir kolaylıkla sağlayabilmektedir. Ancak, şu ana değin gerçek anlamda bilinçli bir yapay zeka ortaya çıkarmayı da başarabilmiş değillerdir.

Algoritmalar, alt yordamlardan oluşur. Alt yordamlar, kendi başlarına bütünlüğü olan ve özel görevler icra eden kod parçalarıdır. Bir algoritma, başka bir algoritmayı çağırabilir. Ama iki algoritma aynı anda çalışamaz. Ancak, çalışıyormuş gibi görünebilir ki aslında bugün kullandığımız bütün uygulamalar bize bu izlenimi vermektedirler. Gerçekte ise sadece çok hızlı olarak işlem yaptıkları için, paralel çalışıyormuş izlenimi uyandırırlar. Ne demek istediğim açıklamak istiyorum. Diyelim ki yan yana duran iki sarkacı simüle eden bir uygulama çalıştırıyorsunuz. Her bir sarkaç  diğerinden bağımsız ve eş zamanlı olarak çalışıyormuş gibi görünür. Gerçekte ise bilgisayar önce birini, sonra diğerini çizer ekrana. Bu işi çok hızlı yaptığı için de bizde aynı anda oluyormuş izlenimi uyandırırlar. Esasında bu el çabukluğundan başka bir şey değildir. Oysa doğa böyle çalışmaz. Doğa iki sarkacı birbirinden bağımsız olarak, aynı anda çalıştırabilir.

İkinci olarak, alt yordamlar kendi kendilerini uyandıramazlar, yani çalışmaları için illa başka bir yordam ya da ana program tarafından çağrılmaları gerekir. Tıpkı davet edilmedikleri eve giremeyen vampirler gibidirler.

Evren böyle çalışmıyor demiştik. Evrende de alt yordamlar, yani yasalar var, ama bunlar birbirinden bağımsız olarak ve paralel çalışabiliyorlar. Üstelik bu durum kuantum düzeyinde daha da inanılmaz bir hal alıyor. Kuantum düzeyine dek inersek algoritmaların sadece bağımsız ve birbirlerine paralel çalışmakla kalmadığını, olasılık uzayında zamandan da bağımsız olduklarını görürüz. Bununla ne demek istiyoruz? Aslında gayet basit. Bir kuantum algoritması (mesela bir foton ya da elektron) olasılık uzayında sadece bir tek yoldan gitmek zorunda değildir. Olası bütün yollardan gidebilir ki bu durum o algoritmayı kendinden ve daha doğrusu zaman ve mekândan bağımsız yapar. Özetle, kuantum algoritmaları şimdinin egemenliğine boyun eğmezler, aksine şimdiyi ve gerçekliği kendileri yaratırlar.

Basit bir örnek vermek istiyorum. Bir odadaki belirli bir noktadan belirli bir yöne doğru baktığımızı düşünelim. Ağ tabakamızda görüntü nasıl oluşuyor? Optik yasaları, değil mi? Elbette, ama bu yasalar nasıl çalışıyor? Örneğin, ışık nasıl davranıyor? Sıradan birisi bize ağ tabakamızda görüntünün kendiliğinden oluştuğunu söyleyecektir. Ama gerçekten de öyle mi? Gereksiz polemiklere girmemek için bu argümanı kabul edelim. Diyelim ki, ağ tabakamızda görüntü gerçekten de kendiliğinden oluşsun. Ama bu görüntünün oluşmasında ışık ışınlarının ya da fotonların rol oynadığını biliyoruz. Şimdi, doğa yasalarının fotonları ya da ışık ışınlarını nasıl kontrol ettiğini görelim. Her şeyden önce bir ışık kaynağına ihtiyacımız vardır. Kaynak basitçe bize gereken fotonları sağlar. Kaynağın bunu nasıl yaptığını şimdilik bir kenara bırakalım, gerçekte bu iş olağanüstü karmaşık, ışık ve maddenin etkileşimi, enerji ve atomların yapısını içeren büyüleyici bir süreçtir. Kaynaktan çıkan ışık ışınları her yöne dağılırlar. Onları küçük algoritmalar gibi düşünebiliriz. Tek bildikleri belli yasalara göre maddeyle etkileşime girmektir. Yani nasıl yansıyacaklarını, saydam ortamlarda nasıl ilerleyeceklerini, ortam değiştirirken ne yapacaklarını bilirler. Kısaca, yansıma ve kırılma kanunlarına uyarlar.

Aslında bu bile gerçeği tam olarak yansıtmaz, çünkü fotonlar çok basit varlıklardır. Örneğin, boşlukta doğrusal olarak hareket etmeleri gerektiğini bilmezler. Anlatması uzun sürecek olan birtakım kuantum elektrodinamik kanunların buyruğunda, bize aslında üst düzey bir bilgisayar diline benzeyen optik kanunlara uyuyormuş gibi görünürler. (Burada kuantum kuramını alt düzey makine diline, optik, mekanik gibi klasik kuramları da üst düzey bilgisayar dillerine benzettiğim anlaşılmıştır sanırım)

Yani fotonlar, makine dili gibi çalışan basit kuantum yordamlarıdır. Bunların sonuçları da aslında birer özetten başka bir şey olmayan, üst düzey bir ara yüz gibidirler. (Ara yüz, bir bilgisayar yazılımın kullanıcı tarafından görünen bölümü. Ara yüz, kullanıcı ile yazılım arasında etkileşimi sağlar) Optik kanunlar esasında Windows işletim sistemi gibidirler. Kullanıcı, yani gözlemci olan bizler, sadece bu ara yüzle muhatap oluruz. Altta yatan makine dilinde yordamlardan haberimiz yoktur. Ama bunun önemi yok, biz şimdilik fotonları optik yasalarına boyun eğen küçük algoritma parçaları olarak düşünelim. Fotonlar, birbirlerinden bağımsız olarak kaynaktan çıktıkları andan itibaren, kendi hesaplarını yaparlar ve başka bir program tarafından çağrılmalarına gerek yoktur. Trilyonlarcası aynı anda çalışır ve çok kısa bir süre içinde ağ tabakasındaki resmi oluştururlar ve bunu saniyede trilyonlarca kez yaparlar. (Kaynakta fotonların oluşumunu “çağrılma” olarak tanımlayabilirsiniz elbette, ama bu bizim anlatmaya çalıştığımız gerçeği değiştirmez. Çünkü fotonlar çağrılmalarına gerek kalmadan kendi kendilerine oluşabilmektedirler)

Aynı şeyi bir bilgisayar algoritması da yapabilir. Ancak o zaman bilgisayar algoritmasının her bir fotonu ayrı ayrı ve sırayla hesaplaması gerekecektir ki bu da çok fazla zaman ve büyük bir hesap yükü demektir. Görüldüğü gibi, elektronik sistemlerde çalışan doğrusal ve sıralı algoritmalar bir dar boğaz yaratmaktadır ki bu da onların asla gerçekliği tam olarak yaratamayacağı anlamına gelir. Elbette devreler hızlandıkça ve kestirme yollar geliştirildikçe hesaplama süresi kısalacak ve algoritma daha da gerçek zamanlı görünecektir, ama bu bir yanılsama, bir tür göz bağı, el çabukluğudur. Algoritmalar her zaman gerçeklikten yavaş çalışmaya mecburdurlar. Kısaca Matrix evrenini gerçek zamanlı olarak yaratabilecek hiçbir bilgisayar (Matrix) bulunmamaktadır.

  1. Bir diğer sorun da algoritmanın döngüsel yapısıdır. Elektronik bir devrede çalışan her algoritmayı bir döngü içine sokmalısınız. Bu döngü şuna benzer:
  2. Fotonu yarat.
  3. Fotonun yolunu hesapla.
  4. Sonucu ağ tabakasına kaydet. (Grafik belleğe kaydet.)
  5. 1’e git.

İşte algoritmaları cansız ve aptal yapan 4. maddedir. Algoritmalar bu 4 adımın kölesidirler ve dışına çakamazlar. Hiçbir zaman şöyle bir durum oluşmaz:

  1. Fotonu yarat.
  2. Fotonun yolunu hesapla.
  3. Sonucu ağ tabakasına kaydet. (Grafik belleğe kaydet.)
  4. Daha ilginç bir şey yap.
  5. 1’e dön

Buradaki 4 numaralı adım bilgisayarı çökertecektir, oysa bütün canlılar bu adımı atabilirler. Hiçbir canlı varlık, ne denli basit olursa olsun, bir soruna kendini öldürecek kadar uzun süre takılıp kalmaz. Mutlaka farklı bir şey dener. Canlıların yaşamı pamuk ipliğine bağlıdır. Bir sineği öldürmenin ne kadar kolay olduğunu biliriz. Öte yandan onları öldürmek aslında bir anlamda çok zordur. Çoğu zaman bize görünmezler bile. Üstelik onları gördüğümüzde zaman bile ne denli ustaca kaçıp saklandıklarını biliriz.

Canlılar kolayca yok olabilecek kırılgan organik varlıklarını inanılmaz uzun süreler yaşatmayı öğrenmişlerdir. Çünkü onları devindiren algoritmaların büyüleyici dördüncü adımıdır.

Bir başka önemli konu da algoritmaların, yani alt yordamların evrende birbirlerinden bağımsız ve otonom çalışmasıdır. Algoritmaların otonomluğuna bir örnek verelim:

Bilgisayar algoritmaları genelde şu şekildedir.

  1. İki sayı ve bir işaret girilinceye kadar klavyeyi oku.
  2. İşaret ne?
  3. Eğer işaret (+) ise TOPLA alt yordamına dallan.
  4. Değilse ÇIKAR alt yordamına dallan.
  5. Sonucu ekrana yaz.
  6. 1’e git.

Alt Yordamlar:

TOPLA:

  1. Klavyeden girilen sayıları topla.
  2. Çağrıldığın noktaya geri dön ve sonucu oraya aktar.

ÇIKAR:

  1. Klavyeden girilen sayıları birbirinden çıkar.
  2. Çağrıldığın noktaya geri dön ve sonucu oraya aktar.

TOPLA ve ÇIKAR alt yordamlarının mutlaka çağrılmaları gerektiğine dikkat edin. Üstelik bu iki alt yordam aynı anda çalışamazlar, çağrıldıkları sırayla çalışmaları gerekir. Elbette bazı bilgisayar mimarileri paralel işlemleri desteklemektedir. Ancak bu sadece özel koşullarda mümkündür ve programın ona uygun şekilde yazılması gerekir. Ayrıca, yukarıdaki iki alt yordamın otonom olmadığını vurgulamamız gerek.

Yani TOPLA algoritması, kendisine ihtiyaç olduğunu fark edip, gerekli işlemi ana kontrolden bağımsız olarak yapabilmeliydi. Şöyle ki:

TOPLA:

  1. İki sayının toplanması gerektiği zaman sıra beklemeden harekete geç, işlemi yap ve sonucu gereken yere ulaştır.

Bu şekilde çalışan otonom algoritmaların çağrılmaya ihtiyacı olmadığını görünüz. Bu nedenle program içinde istenilen yere yazılabilir, çünkü komutların hangi sırayla uygulanacağını belirleyen kontrol ünitesinden bağımsızdır. Adeta canlı gibi, kendi başına otonom davranabilmektedir. Bu şekilde çalışan alt yordamlarımız yoktur. Eğer bunları üretebilseydik yapay zekalar yaratmamız çok daha kolay olurdu.

yapay zeka

Alt yordamların otonomluğunun önemini ne kadar vurgulasak azdır. Klasik elektronik ve matematik algoritmalarda alt yordamlar, kontrol ünitesinin kölesidir ve hangi sırada çağırılacakları, çağrıldıklarında ne yapacakları kesin olarak belirlenmiştir. Çağrılmadıkları sürece ölü gibi pasif bir şekilde bellekte beklerler. Ne zaman ki ana programda sırası kendine gelen bir komut onları çağırırsa, o zaman aktif olurlar. Oysa canlı beyinlerindeki alt yordamların yerini tutan üniteler daima aktiftir ve aktif olmadıkları zamanlarda bile esasında bilinç altının arka planını oluştururlar. Üstelik bu algoritmalar, kontrol ünitesinden bağımsız olarak kendi kendilerine aktif olabilirler. Çünkü beynin her noktası devasa bir ağla birbirine bağlanmıştır.

Organik beyin birimleri aynı zamanda sıradan bağımsız çalışırlar. Yani çalışmak için belli bir sırayı takip etmek zorunda değillerdir. İleri, geri ve hatta yanlamasına hareket edebilecek denli esnektirler.

Şunu yeniden ve yeniden vurgulamalıyız ki, organik bir sinir ağı olan beynin çalışma prensibi, evrenin çalışma prensibine çok benzer. Her ikisi de aynı ilkeleri takip ederler. Elektronik bilgisayarlardan farkları budur. Elektronik bilgisayarlar, bu çok görevli paralel yapıyı, çok hızlı çalışarak taklit etmeye çalışsa da, temel yapıları esnek olmadığından ve sıralı çalışmak zorunda olduklarından, hiç bir zaman gerçek bir yapay zeka ortaya çıkaramazlar. Oysa evren tam olarak bunu yapıyor. Yani bağımsız ve otonom yordamları (algoritma, yordam, kod, hepsi aynı anlama gelir) var. Her bir elektron, her bir atom, her bir foton böyle bağımsız alt yordamlardır. Canlıların başarısı da evrenin bu yönünü çok iyi taklit edebilmesidir. Beyinler, daha doğrusu sinir sistemleri merkezi ve sıralı değildir. Beynin her bir ünitesi diğerinden bağımsız olarak çalışır, her bir ünite kendi zihni ve bilinci varmış gibi davranır. Hatta kimi organlarımızın kendi sinir sistemleri vardır. Örneğin sindirim sistemimizin kendi nöronları ve kendi karar mekanizmaları vardır. Beyin, çok karmaşık bir alt yordamlar bütünüdür ve bu alt yordamlar da bağımsız ve paralel çalışırlar. İşte modern elektroniğin başaramadığı budur.

Günümüz elektronik teknolojisi bir yere kadar bunu başarmayı vaad ediyor. Optik sistemler bir çözüm olabilir. Kuantum bilgisayarlar ise bu bilmeceyi tam olarak çözecek gibi görünüyorlar. Hatta kuantum bilgisayarlar, eğer gerçekten yapılmaları mümkün ise, bilinç ve yapay zeka kavramlarını insan ötesi bir boyuta taşıma kapasitesine sahip olabilirler.

Optik sistemler ise bir başka çözüm gibi görünüyor. Ancak bunları üretilmelerinin önünde de çeşitli engeller bulunmaktadır. Işığın doğasında yararlanarak bağımsız ve paralel çalışabilen, çok etkili mimariler kurulabileceğini düşünüyorum. Belki bir başka yazımızda bu konuyu tekrar ele alırım.

Öte yandan günümüzde süper bilgisayarlar binlerce işlemci çekirdeğinin birbirine paralel bağlanmasıyla harikalar yaratmaktadırlar. Yine de hiç birinde yapay zeka ve bilinç istenen düzeye erişememiştir. Tek yaptıkları, hesapları hızlandırmaktan ibarettir. Oysa yukarıda da belirttiğimiz gibi, hiçbir elektronik sistem sadece hızıyla evrenin ve organik beynin kapasitesine ulaşamayacaktır. Bu imkansızdır.

Etiketler: , , , , , , , , , , , , ,


Yazar Hakkında

Yazıyor, çiziyor, düşünüyor, öğreniyor, öğretiyor. Temel ilgi alanı Bilimkurgu yazarlığıdır. Bunun dışında matematik, bilim, teknoloji, astronomi, fizik, resim, sanat, edebiyat vs. gibi konularda düşünür, okur, öğrenir ve ara sıra da sentezlediklerini yazı halinde kusar.