जॉन हॉपक्रॉफ्ट: वह पाठ्यपुस्तक जिसने एक क्षेत्र को प्रशिक्षित किया

लाखों कंप्यूटर विज्ञान के छात्रों ने कभी भी जॉन हॉपक्रॉफ्ट द्वारा किसी शोध पत्रिका में लिखा गया एक शब्द नहीं पढ़ा है, फिर भी लगभग सभी ने उनसे सीखा है - उन ऑटोमेटा सिद्धांत और एल्गोरिदम पाठ्यपुस्तकों के माध्यम से जो जेफरी उलमैन और अल्फ्रेड अहो के साथ उनका नाम रखती हैं, ऐसी किताबें जिन्हें मानक पाठ्यक्रम के रूप में इतनी गहराई से अपनाया गया कि उन्होंने यह आकार दिया कि अनुशासन खुद को कैसे सिखाता है।

एक दरबान के बेटे से स्टैनफोर्ड तक

जॉन एडवर्ड हॉपक्रॉफ्ट का जन्म 7 अक्टूबर 1939 को सिएटल, वाशिंगटन में एक श्रमिक वर्ग के परिवार में हुआ था; उनके पिता, प्रथम विश्व युद्ध के एक ब्रिटिश अनुभवी, एक दरबान के रूप में काम करते थे, और उनके माता-पिता में से किसी ने भी हाई स्कूल पूरा नहीं किया था। वह सिएटल-टैकोमा बॉक्स कंपनी के संस्थापक जैकब निस्ट के पोते भी थे। अपनी सीमित स्कूली शिक्षा के बावजूद, उनके माता-पिता ने उनकी बौद्धिक जिज्ञासा को प्रोत्साहित किया, और उन्होंने 1961 में सिएटल विश्वविद्यालय से इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में स्नातक की डिग्री हासिल की, जिसके बाद 1962 में मास्टर और 1964 में पीएचडी, दोनों इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय से की। उस इंजीनियरिंग प्रशिक्षण ने, शुद्ध गणित या कंप्यूटर विज्ञान की पृष्ठभूमि के बजाय, एल्गोरिदम के लिए उनकी बाद की प्रवृत्ति को आकार दिया जो न केवल सैद्धांतिक रूप से सुरुचिपूर्ण थे, बल्कि चलाने में वास्तव में कुशल थे।

अनुशासन की पाठ्यपुस्तकें बनाना

हॉपक्रॉफ्ट ने प्रिंसटन विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर के रूप में अपना अकादमिक करियर शुरू किया, इससे पहले कि वे कॉर्नेल विश्वविद्यालय चले गए, जहाँ उन्होंने अपने करियर का अधिकांश समय बिताया, अंततः इंजीनियरिंग और अनुप्रयुक्त गणित के आईबीएम प्रोफेसर का खिताब संभाला और विभाग अध्यक्ष और इंजीनियरिंग के डीन सहित नेतृत्व की भूमिकाओं में कार्य किया। कॉर्नेल में ही उन्होंने जेफरी उलमैन और बाद में अल्फ्रेड अहो के साथ औपचारिक भाषाओं, ऑटोमेटा सिद्धांत और एल्गोरिदम डिजाइन पर पाठ्यपुस्तकों की एक श्रृंखला का सह-लेखन किया, जो दुनिया भर में कंप्यूटर विज्ञान के छात्रों के लिए डिफ़ॉल्ट शिक्षण ग्रंथ बन गए। इन किताबों ने मौजूदा ज्ञान को संक्षेप में प्रस्तुत करने से कहीं अधिक किया - उन्होंने स्पर्शोन्मुख जटिलता विश्लेषण और औपचारिक-भाषा सिद्धांत को उस रूप में संहिताबद्ध किया जो आज भी परिचयात्मक सिद्धांत पाठ्यक्रमों में सिखाया जाता है, जिससे क्षेत्र को एक साझा शब्दावली मिली, इससे पहले कि वह शब्दावली कहीं और पूरी तरह से मौजूद थी।

एल्गोरिदम जो आज भी चलते हैं

पाठ्यपुस्तकों से परे, हॉपक्रॉफ्ट के अपने शोध ने ऐसे उपकरण तैयार किए जो अभी भी सक्रिय उपयोग में हैं। रिचर्ड कार्प के साथ विकसित हॉपक्रॉफ्ट-कार्प एल्गोरिदम, द्विपक्षीय ग्राफ में अधिकतम मिलान को किसी भी पूर्व विधि की तुलना में तेजी से ढूंढता है, और नेटवर्क प्रवाह और असाइनमेंट समस्याओं में एक मानक तकनीक बना हुआ है। उन्होंने नियतात्मक परिमित ऑटोमेटा को कम करने के लिए एक कुशल एल्गोरिदम भी विकसित किया, जो कंपाइलर डिजाइन और औपचारिक सत्यापन में एक आधारभूत उपकरण है। हालांकि, उनका सबसे प्रसिद्ध परिणाम रॉबर्ट टार्जन के साथ संयुक्त कार्य था: यह परीक्षण करने के लिए कि क्या कोई ग्राफ समतलीय है - क्या इसे बिना किसी किनारे के पार किए एक सपाट सतह पर खींचा जा सकता है - 1974 में प्रकाशित पहला रैखिक-समय एल्गोरिदम। दोनों ने गहराई-प्रथम खोज के व्यवस्थित उपयोग के इर्द-गिर्द एल्गोरिदम का निर्माण किया, जिसने एक धीमी, तदर्थ समस्या को एक ऐसी समस्या में बदल दिया जिसे ग्राफ के आकार के अनुपात में समय में हल किया जा सकता है।

ट्यूरिंग अवार्ड और इसकी साझा प्रकृति

1986 में, हॉपक्रॉफ्ट और टार्जन को संयुक्त रूप से एसीएम ए.एम. ट्यूरिंग अवार्ड मिला, जो कंप्यूटिंग का सर्वोच्च सम्मान है, "एल्गोरिदम और डेटा संरचनाओं के डिजाइन और विश्लेषण में मौलिक उपलब्धियों के लिए।" प्रशस्ति पत्र दोनों पुरुषों को एक साथ नामित करता है और एक एकल व्यक्तिगत सफलता के बजाय सहयोगी और समानांतर कार्यों के एक निकाय को श्रेय देता है - प्रशस्ति पत्र में समतलता एल्गोरिदम मुख्य उपलब्धियों में से एक है, साथ ही एल्गोरिदम डिजाइन के व्यापक क्षेत्र में प्रत्येक व्यक्ति का स्वतंत्र योगदान भी है।

चीन में दूसरा करियर

अपने ट्यूरिंग अवार्ड के बाद के दशकों में, हॉपक्रॉफ्ट ने अपनी ऊर्जा का एक बड़ा हिस्सा संयुक्त राज्य अमेरिका के बाहर, विशेष रूप से चीन में कंप्यूटर विज्ञान शिक्षा को मजबूत करने की दिशा में पुनर्निर्देशित किया। वे पेकिंग विश्वविद्यालय में कंप्यूटिंग अध्ययन के मोर्चों पर केंद्र के सह-निदेशक बने और शंघाई जियाओ टोंग विश्वविद्यालय और हुआज़ोंग विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय में अपने नाम वाले केंद्रों का नेतृत्व करते हैं, छात्रों को सलाह देते हैं और एल्गोरिदम और हाल ही में, डीप लर्निंग में शोध कार्यक्रम बनाने में मदद करते हैं। चीन ने 2016 में उन्हें अपना फ्रेंडशिप अवार्ड दिया, जो उन विदेशी विशेषज्ञों के लिए आरक्षित एक मान्यता है जिन्होंने देश के विकास में उत्कृष्ट योगदान दिया है - एक ट्यूरिंग पुरस्कार विजेता के लिए एक असामान्य दूसरा कार्य जो उस काम से पहले ही दशकों दूर था जिसने उन्हें पुरस्कार दिलाया था।

मान्यता

हॉपक्रॉफ्ट को 1989 में नेशनल एकेडमी ऑफ इंजीनियरिंग के लिए चुना गया था, 1994 में एसीएम फेलो बने, और 1986 के ट्यूरिंग अवार्ड और 2016 के चीनी फ्रेंडशिप अवार्ड के अलावा, कंप्यूटर विज्ञान और इंजीनियरिंग में उत्कृष्ट उपलब्धियों के लिए 2010 में आईईईई जॉन वॉन न्यूमैन मेडल प्राप्त किया।

जॉन को जीनियस क्यों कहा जाता है

हॉपक्रॉफ्ट की प्रतिभा का मामला किसी एक चमकदार प्रमाण पर नहीं, बल्कि एक दुर्लभ संयोजन पर टिका है: शोध योगदान जो क्षेत्र का शीर्ष पुरस्कार जीतने के लिए पर्याप्त पर्याप्त हैं, जो उस क्षेत्र की नींव को सिखाने योग्य रूप में आसुत करने के लिए एक बेजोड़ उपहार के साथ जोड़ा गया है। समतलता एल्गोरिदम और हॉपक्रॉफ्ट-कार्प मिलान एल्गोरिदम उस तरह के परिणाम हैं जिन्हें सैद्धांतिक कंप्यूटर वैज्ञानिक वास्तव में चतुर के रूप में इंगित करते हैं - संरचनात्मक अंतर्दृष्टि के माध्यम से उन समस्याओं को कम करना जिन्हें रैखिक या निकट-रैखिक समय में ब्रूट-फोर्स खोज की आवश्यकता होती है। लेकिन ईमानदार फ्रेमिंग, जिसे ट्यूरिंग अवार्ड प्रशस्ति पत्र स्वयं स्पष्ट करता है, यह है कि उनका सबसे प्रसिद्ध परिणाम संयुक्त रूप से उनका और रॉबर्ट टार्जन का है; न तो किसी व्यक्ति का प्रशस्ति पत्र अकेले खड़ा है, और पुरस्कार उपलब्धियों के एक साझा निकाय के लिए था, न कि एकल सफलता के लिए। जो कम साझा किया जाता है, और जिसे अक्सर "जीनियस" के रूप में कम मनाया जाता है, वह उनकी दूसरी प्रतिभा है: तीन अलग-अलग सह-लिखित पाठ्यपुस्तकें जो इतनी अच्छी तरह से निर्मित हैं कि वे डिफ़ॉल्ट तरीका बन गईं जिससे एक पूरा अनुशासन खुद को अपनी नींव सिखाता है, बौद्धिक योगदान का एक रूप जो व्यक्तिगत आविष्कार की तुलना में मास्टर शिक्षण के करीब है।

विरासत

हॉपक्रॉफ्ट की विरासत दो समानांतर पटरियों पर चलती है जो शायद ही कभी एक करियर में मेल खाती हैं - एल्गोरिदम में ट्यूरिंग अवार्ड विजेता शोध रिकॉर्ड, और चीन में कंप्यूटर विज्ञान शिक्षा बुनियादी ढांचे के निर्माण में दशकों लंबा दूसरा कार्य। क्षेत्र के इतिहास में कुछ ही आंकड़ों ने इसे सिखाने के तरीके को सीधे तौर पर, या इतने लंबे समय तक आकार दिया है, जितना कि इसकी सबसे व्यापक रूप से निर्धारित पाठ्यपुस्तकों के लेखक ने किया है। जिस व्यक्ति ने 1960 और 1970 के दशक में गणना के सिद्धांत को औपचारिक बनाने में मदद की, वह 2010 के दशक तक पेकिंग विश्वविद्यालय में डीप लर्निंग में छात्रों को सलाह दे रहा था, यह उनके कामकाजी जीवन की असामान्य लंबाई और सीमा के बारे में कुछ कहता है: एक करियर जो वैक्यूम-ट्यूब-आसन्न इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग के युग में शुरू हुआ और न्यूरल नेटवर्क के युग में जारी रहा, बिना अपनी अगली पीढ़ी को क्षेत्र की अंतर्निहित संरचना सिखाने की अपनी मुख्यधारा को खोए।