Tímarit HR

Valdar greinar

Tímarit Háskólans í Reykjavík inniheldur fjölbreyttar greinar og viðtöl um rannsóknir og önnur viðfangefni nemenda og kennara við HR, í lífi og starfi. Það kom út í tíunda sinn í nóvember 2018. Hægt er að lesa tímaritið í heild sinni sem flettirit.


  • Henning Arnór Úlfarsson

Ofurtölvan Garpur leysir mannshugann af hólmi

Um þessar mundir vinnur Henning ásamt fríðum hópi stærð- og tölvunarfræðinga að veigamiklu verkefni sem ekki er á allra færi að skilja en við gerðum til þess heiðarlega tilraun. „Þetta snýst um að velja einhvern stærðfræðilegan hlut, til dæmis eitthvað mengi eða mynd, og við setjum það fram á þannig formi að hægt sé að skrifa niður í tölvu. Við segjum svo tölvunni að nota ákveðna aðferð og sleppum henni lausri til þess að gera allt sem hún kann við þennan hlut. Þá verða til nýir hlutir sem tölvan notar þessa sömu aðferð á – þá verða til enn fleiri hlutir og svo koll af kolli þar til þú hefur fundið sönnun fyrir upphaflega hlutinn,“ segir Henning og bætir við að pælingin sé í grunninn afar einföld og snúist raunar bara um að búa til einfaldari dæmi. „Við byrjum með flókið dæmi en við erum búin að kenna tölvunni aðferðir til að búa til einfaldari dæmi. Það gerir það að verkum að við skiljum upphaflega dæmið.“

Getur tekið 10 daga að leysa dæmin

Til þess að setja í samhengi hvað þetta þýðir nefnir Henning að stærðfræðingar skrifi vísindagreinar sem byrja oft með upphafs- vandamáli og svo fylgja 30 blaðsíður af mögulegum úrlausnum vandamálsins. Með aðferðinni sem lýst er, er hægt að láta tölvuna gera það sem mannshugurinn gerði áður, með misjöfnum árangri. „Við tökum þetta upphafsvandamál og setjum í tölvuna, hún gerir það sem við höfum kennt henni, sem er í raun það sem stærðfræðingurinn hefði skrifað á þessum 30 blaðsíðum. Tölvan er
að gera það sem mennski stærðfræðingurinn gerði áður,“ segir Henning en tölvan
er að sjálfsögðu engin venjuleg tölva heldur ofurtölva sem gengur undir nafninu Garpur. Það getur tekið hana allt að 10 daga að leysa flóknustu upphafsdæmin og er lausnin þá í allt að 600 skrefum, sem er nokkuð sem að sögn Hennings er ógerlegt fyrir mannshugann.

Bylting í umraðanamynstri

Stærðfræði er risastór fræðigrein og út um allan heim eru tugir þúsunda stærðfræðinga. Greinin skiptist í fjölda undirgreina en
sú sem Henning og félagar fást við heitir umraðanamynstur, og aðeins um 100 manns í heiminum hafa lagt þá grein fyrir sig. Henn- ing útilokar ekki að aðferðin þeirra muni umbylta því sviði auk þess sem þau stefna á að færa út kvíarnar. „Þessi hugmyndafræði sem við erum að búa til, að láta tölvuna gera þetta, það er hægt að beita henni á aðra stærðfræði og við erum rétt að byrja á því. Til þess að beita þessari aðferð á einhvern hlut verðum við fyrst að skilja hann nægilega vel til að láta tölvuna skilja hann. Svo þurfum við að skilja aðferðirnar sem við notum á hlutinn til að geta skrifað það niður í tölvuna. Það tekur yfirleitt 3-4 grunnnemendur yfir eina önn að skoða einn hlut og nota aðferðirnar okkar á hann.“

Kollegar fylgjast með

Hópurinn sem stendur að verkefninu talar reglulega saman gegnum spjallrás. Inn á hana er Garpur tengdur og það koma tilkynningar á spjallrásina þegar framþróun verður hjá honum svo þau fylgjast náið með framvindu mála. Þar sem þetta svið stærðfræðinnar er svo lítið játar Henning því að vissulega sé fylgst með þeim. „Fólk veit af þessu innan sviðsins og veit svona nokkurn veginn að við erum búin með mjög mikið af dæmum sem fólk hefði áður sest niður og skrifað heila grein um.“

Til að setja þetta í samhengi sem flestir skilja má líkja þessu við bókasafn og Google. „Fyrir tíma Google þurftir þú að fara á bókasafnið og fletta upp upplýsingum. Í dag gúglarðu það bara. Áður þurftir þú að reikna plúsdæmi í höndunum en í dag gerir þú það bara með reiknivél eða með símanum þín- um. Á okkar sviði í stærðfræðinni myndir þú alltaf prófa okkar forrit fyrst áður en þú skrifar 20 blaðsíðna vísindagrein eins og þú myndir ekki fara á bókasafnið og fletta upp einhverju sem þú getur fundið á Google.“

Erfitt að giska á hvað sleppur út úr fræðunum

Fyrir leikmenn getur það verið óskiljanlegt hvers vegna er verið að eyða svo miklu púðri í aðferð sem ekki er vitað hvort muni einhvern tímann koma að raunverulegu gagni. En stærðfræðin snýst að miklum hluta um það að þróa aðferðir sem munu hugsanlega verða hluti af eða forsenda mer- krar uppgötvunar síðar meir. „Google er til dæmis bara útfærsla á fræðilegum reikni- ritum. Stundum er eitthvað dót tekið út úr hreinni stærðfræði og það notað og verður eitthvað fáránlegt,“ segir Henning og bendir á að það sé erfitt að giska á hvað muni verða afar gagnlegt og hvað verði aldrei notað. „Einhverntímann var frægur stærðfræðing- ur spurður um hvaða svið stærðfræðinnar ætti aldrei eftir að nýtast og hann svaraði Bool-algebrur. Þetta var í kringum 1900. Bool-algebrur er hins vegar það sem lætur tölvur virka. Talnafræði var stundum kölluð drottning stærðfræðinnar því hún var svo hrein og algerlega ónytsamleg. En nú er hún notuð til þess að dulrita skilaboð, það sem gerir það að verkum að þú getir talað við heimabankann þinn án þess að einhver sjái hvað þú átt mikinn pening eða lykilorðin þín. Það er mjög erfitt að giska á hvað muni sleppa út úr fræðunum. Þetta er ein leiðin til að réttlæta þetta en önnur ástæðan er að okkur finnst bara mjög svalt að tölvan geti sannað eitthvað stærðfræðidót,“ segir Henning.