John Hopcroft: Bir alanı eğiten ders kitabı

Milyonlarca bilgisayar bilimi öğrencisi, John Hopcroft'un bir araştırma dergisinde yazdığı tek bir kelimeyi bile okumamış olabilir, ancak neredeyse hepsi ondan öğrenmiştir; Jeffrey Ullman ve Alfred Aho ile birlikte adını taşıyan otomat teorisi ve algoritmalar ders kitapları aracılığıyla. Bu kitaplar, standart müfredat olarak o kadar kapsamlı bir şekilde benimsenmiştir ki, disiplinin kendi kendini öğretme biçimini şekillendirmişlerdir.

Bir kapıcının oğlundan Stanford'a

John Edward Hopcroft, 7 Ekim 1939'da Seattle, Washington'da işçi sınıfı bir ailede doğdu; babası Birinci Dünya Savaşı'nda görev yapmış bir İngiliz gazisiydi ve kapıcı olarak çalışıyordu, ebeveynlerinin ikisi de liseyi bitirmemişti. Ayrıca Seattle-Tacoma Box Company'nin kurucusu Jacob Nist'in torunuydu. Sınırlı eğitimlerine rağmen ebeveynleri onun entelektüel merakını teşvik etti ve 1961'de Seattle Üniversitesi'nden elektrik mühendisliği lisans derecesini, ardından 1962'de yüksek lisans ve 1964'te doktora derecesini (her ikisi de elektrik mühendisliği alanında) Stanford Üniversitesi'nden aldı. Saf matematik veya bilgisayar bilimi geçmişinden ziyade bu mühendislik eğitimi, sadece teorik olarak zarif değil, aynı zamanda çalıştırılması gerçekten verimli olan algoritmalar için sonraki içgüdüsünü şekillendirdi.

Disiplinin ders kitaplarını oluşturmak

Hopcroft akademik kariyerine Princeton Üniversitesi'nde yardımcı doçent olarak başladı, ardından kariyerinin büyük bir kısmını geçireceği Cornell Üniversitesi'ne geçti. Burada sonunda IBM Mühendislik ve Uygulamalı Matematik Profesörü unvanını aldı ve bölüm başkanlığı ve mühendislik dekanlığı gibi liderlik rollerinde bulundu. Cornell'de, Jeffrey Ullman ve daha sonra Alfred Aho ile birlikte, dünya çapındaki bilgisayar bilimi öğrencileri için varsayılan öğretim metinleri haline gelen biçimsel diller, otomat teorisi ve algoritma tasarımı üzerine bir dizi ders kitabı yazdı. Bu kitaplar mevcut bilgiyi özetlemekten daha fazlasını yaptı; asimptotik karmaşıklık analizini ve biçimsel dil teorisini bugün hala giriş teorisi derslerinde öğretilen şekle soktular ve bu kelime dağarcığı başka yerlerde tam olarak var olmadan önce alana ortak bir kelime dağarcığı kazandırdılar.

Bugün hala çalışan algoritmalar

Ders kitaplarının ötesinde, Hopcroft'un kendi araştırmaları hala aktif kullanımda olan araçlar üretti. Richard Karp ile birlikte geliştirilen Hopcroft-Karp algoritması, iki parçalı çizgelerde maksimum eşleşmeleri kendinden önceki herhangi bir yöntemden daha hızlı bulur ve ağ akışı ve atama problemlerinde standart bir teknik olmaya devam eder. Ayrıca, derleyici tasarımı ve biçimsel doğrulamada temel bir araç olan deterministik sonlu otomatları en aza indirmek için verimli bir algoritma geliştirdi. Ancak en ünlü sonucu, Robert Tarjan ile ortak çalışmasıydı: 1974'te yayınlanan, bir çizgenin düzlemsel olup olmadığını (kenarlar kesişmeden düz bir yüzeye çizilip çizilemeyeceğini) test etmek için ilk doğrusal zamanlı algoritma. İkili, algoritmayı derinlik öncelikli aramanın sistematik bir kullanımı etrafında inşa ederek, yavaş ve geçici bir sorunu çizgenin boyutuna orantılı bir sürede çözülebilir bir soruna dönüştürdü.

Turing Ödülü ve paylaşılan doğası

1986'da Hopcroft ve Tarjan, "algoritmaların ve veri yapılarının tasarımı ve analizindeki temel başarılarından dolayı" bilgisayar biliminin en yüksek onuru olan ACM A.M. Turing Ödülü'nü ortaklaşa aldılar. Ödül gerekçesi her iki ismi de birlikte anıyor ve tek bir bireysel atılımdan ziyade işbirlikçi ve paralel bir çalışma bütününe atıfta bulunuyor; düzlemsellik algoritması, ödül gerekçesinin aklındaki başarıların başında geliyor ve bunun yanı sıra her bir kişinin algoritma tasarımı alanına yaptığı bağımsız katkılar da yer alıyor.

Çin'de ikinci bir kariyer

Turing Ödülü'nden sonraki on yıllarda Hopcroft, enerjisinin büyük bir kısmını Amerika Birleşik Devletleri dışındaki, özellikle Çin'deki bilgisayar bilimi eğitimini güçlendirmeye yönlendirdi. Pekin Üniversitesi'ndeki Hesaplama Çalışmaları Sınırları Merkezi'nin eş direktörü oldu ve Şanghay Jiao Tong Üniversitesi ile Huazhong Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nde kendi adını taşıyan merkezleri yöneterek öğrencilere mentorluk yaptı ve algoritmalar ve daha yakın zamanda derin öğrenme alanlarında araştırma programları oluşturulmasına yardımcı oldu. Çin, 2016 yılında ona, ülkenin kalkınmasına üstün katkılarda bulunan yabancı uzmanlara ayrılan bir tanıma olan Dostluk Ödülü'nü verdi; bu, ödülü kazandıran çalışmasından onlarca yıl uzaklaşmış bir Turing ödülü sahibi için alışılmadık bir ikinci perdedir.

Tanınma

Hopcroft, 1989'da Ulusal Mühendislik Akademisi'ne seçildi, 1994'te ACM Üyesi oldu ve 1986 Turing Ödülü ve 2016 Çin Dostluk Ödülü'ne ek olarak, bilgisayar bilimi ve mühendisliğindeki üstün başarılarından dolayı 2010 yılında IEEE John von Neumann Madalyası'nı aldı.

John neden dahi olarak adlandırılıyor

Hopcroft'un dehasına dair durum, tek bir göz kamaştırıcı kanıta değil, daha nadir bir kombinasyona dayanıyor: alanın en büyük ödülünü kazanacak kadar önemli araştırma katkıları, bu alanın temellerini öğretilebilir bir biçime damıtma konusunda eşsiz bir yetenekle birleşiyor. Düzlemsellik algoritması ve Hopcroft-Karp eşleştirme algoritması, teorik bilgisayar bilimcilerinin gerçekten zeki olarak işaret ettiği sonuçlardır; kaba kuvvet araması gerektirdiği düşünülen sorunları yapısal içgörü yoluyla doğrusal veya doğrusal zamana indirgerler. Ancak Turing Ödülü gerekçesinin kendisinin açıkça belirttiği dürüst çerçeve, en ünlü sonucunun ortaklaşa kendisine ve Robert Tarjan'a ait olduğudur; her iki kişinin de ödül gerekçesi tek başına durmuyor ve ödül solo bir atılım için değil, paylaşılan bir başarı bütünü içindi. Daha az paylaşılan ve daha az sıklıkla "dahi" olarak kutlanan ikinci yeteneği ise, üç ayrı ortak yazarlı ders kitabıdır; o kadar iyi inşa edilmişlerdir ki, tüm bir disiplinin kendi temellerini öğretmesinin varsayılan yolu haline gelmişlerdir; bu, bireysel buluştan ziyade usta öğreticiliğe daha yakın bir entelektüel katkı biçimidir.

Miras

Hopcroft'un mirası, bir kariyerde nadiren çakışan iki paralel yolda ilerliyor: algoritmalarda Turing Ödülü kazanan bir araştırma kaydı ve Çin'de bilgisayar bilimi eğitim altyapısı oluşturma konusunda onlarca yıllık ikinci bir perde. Alanın tarihinde, en yaygın olarak atanan ders kitaplarının yazarı kadar doğrudan veya uzun süre öğretilme biçimini şekillendiren çok az figür vardır. 1960'larda ve 1970'lerde hesaplama teorisini resmileştirmeye yardımcı olan adamın, 2010'larda Pekin Üniversitesi'nde derin öğrenme öğrencilerine mentorluk yapması, çalışma hayatının alışılmadık uzunluğu ve kapsamı hakkında bir şeyler söylüyor: vakum tüpüne yakın elektrik mühendisliği çağında başlayan ve sinir ağları çağında devam eden, ancak gelecek nesle alanın temel yapısını öğretme çizgisini asla kaybetmeyen bir kariyer.