Νικόλαος Μητρόπουλος: Υπάρχουν ονόματα που έμειναν χαραγμένα πάνω σε μηχανές και άλλα που κρύβονται μέσα στον τρόπο με τον οποίο αυτές σκέφτονται τους αριθμούς. Ο Νικόλαος Μητρόπουλος, γνωστός διεθνώς ως Nicholas Metropolis, βρίσκεται σε αυτή τη δεύτερη, λιγότερο ορατή πλευρά της τεχνολογικής ιστορίας. Η διαδρομή του συνδέθηκε με έναν από τους πρώιμους ηλεκτρονικούς υπολογιστές και με μεθόδους που έκαναν τη στατιστική δειγματοληψία εργαλείο της φυσικής. Δεν χρειάζεται να του αποδώσουμε κάθε εφεύρεση της εποχής για να καταλάβουμε γιατί αξίζει να τον θυμόμαστε.
Η ελληνική του καταγωγή δεν αλλάζει το γεγονός ότι γεννήθηκε και εργάστηκε στις Ηνωμένες Πολιτείες. Ούτε η σημαντική συμβολή του εξαφανίζει τους ανθρώπους με τους οποίους συνεργάστηκε. Ακριβώς εκεί βρίσκεται η αξία ενός ουσιαστικού αφιερώματος: να αναγνωρίσει έναν Έλληνα της διασποράς χωρίς να μετατρέψει τη συλλογική επιστήμη σε ιστορία ενός μοναχικού υπερανθρώπου.
Από το Σικάγο στη δημιουργία του MANIAC
Ο Nicholas Constantine Metropolis γεννήθηκε στο Σικάγο στις 11 Ιουνίου 1915. Η IT History Society καταγράφει τις σπουδές φυσικής στο University of Chicago, με πτυχίο το 1937 και διδακτορικό το 1941. Το 1943 βρέθηκε στο Los Alamos, έπειτα από πρόσκληση του Robert Oppenheimer, στο περιβάλλον του Manhattan Project. Πρόκειται για ιστορικό πλαίσιο που δεν μπορεί να παραλειφθεί επειδή μια μεταγενέστερη εφαρμογή της υπολογιστικής μας φαίνεται περισσότερο οικεία.
Η Ελληνική Κοινότητα Μελβούρνης, στην παρουσίαση διάλεξης του 2016, τον αναφέρει και με το ελληνικό όνομα Νικόλαος Μητρόπουλος, δίπλα στον Κωνσταντίνο Καραθεοδωρή. Η περίπτωση του Μητρόπουλου είναι περίπτωση ελληνικής διασποράς, όχι επιστήμονα που γεννήθηκε στην Ελλάδα και μετανάστευσε ο ίδιος. Η διευκρίνιση δεν μειώνει τη σχέση του με την ελληνική ιστορία· την περιγράφει σωστά.
Η δημιουργία ενός υπολογιστή τότε δεν ήταν απλώς αγορά εξοπλισμού και εγκατάσταση έτοιμου λογισμικού. Στην προφορική μαρτυρία του στον Richard Rhodes το 1993, ο Metropolis περιγράφει την προσπάθεια να εκπαιδευτούν ηλεκτρονικοί μηχανικοί στις απαιτήσεις της υπολογιστικής. Θυμάται επίσης την επαφή με το έργο του John von Neumann στο Princeton. Η δική του αφήγηση δείχνει μια διαδικασία μάθησης και συνεργασίας, όχι μια μηχανή που εμφανίστηκε ολοκληρωμένη από το σχέδιο ενός ανθρώπου.
Ο MANIAC I λειτούργησε το 1952. Ο Metropolis ηγήθηκε της ομάδας που τον σχεδίασε και τον κατασκεύασε, όπως και του MANIAC II το 1957. Η ηγεσία εδώ δεν σημαίνει ότι κατασκεύασε μόνος του κάθε κύκλωμα ή έγραψε κάθε πρόγραμμα. Σημαίνει ότι είχε κεντρικό ρόλο στην οργάνωση μιας προσπάθειας που απαιτούσε ανθρώπους με διαφορετική τεχνική εμπειρία.
Ο ίδιος έδωσε και μια ανθρώπινη εξήγηση για το όνομα MANIAC. Στη συνέντευξή του αναφέρει ότι επέλεξε τη λέξη με την ελπίδα να σταματήσει η μόδα των ευφάνταστων ακρωνυμίων για τους υπολογιστές. Το αποτέλεσμα, όπως παραδέχθηκε, μάλλον λειτούργησε προς την αντίθετη κατεύθυνση. Είναι μια μικρή ιστορία χιούμορ, η οποία δεν χρειάζεται να διογκωθεί για να φωτίσει τον άνθρωπο πίσω από τη δημόσια εικόνα του επιστήμονα.
Το ουσιαστικό ερώτημα δεν ήταν μόνο πόσο γρήγορα μπορούσε να εκτελέσει πράξεις η νέα μηχανή. Ήταν ποια προβλήματα μπορούσαν να διατυπωθούν έτσι ώστε να αξιοποιήσουν αυτή τη δυνατότητα. Ένας ταχύτερος υπολογιστής δεν επιλέγει μόνος του τις σωστές παραδοχές. Χρειάζεται κάποιον που να συνδέσει το φυσικό ερώτημα με τη μαθηματική περιγραφή και την υλοποίηση.
Νικόλαος Μητρόπουλος και μέθοδος Monte Carlo
Το 1949 οι Nicholas Metropolis και Stanislaw Ulam υπέγραψαν το The Monte Carlo Method στο Journal of the American Statistical Association. Η εργασία παρουσίαζε μια στατιστική προσέγγιση υπολογιστικών προβλημάτων. Η ημερομηνία είναι του πρωτότυπου άρθρου, όχι της πολύ μεταγενέστερης ψηφιακής ανάρτησής του. Η διαφορά έχει σημασία όταν μια σημερινή ιστοσελίδα εμφανίζει ημερομηνίες που δεν αντιστοιχούν στην αρχική δημοσίευση.
Η βασική ιδέα της δειγματοληψίας γίνεται κατανοητή με ένα απλό, δικό μας παράδειγμα. Ας φανταστούμε ένα ακανόνιστο σχήμα μέσα σε ένα τετράγωνο γνωστής επιφάνειας. Τοποθετούμε πολλά σημεία με ομοιόμορφη τυχαία επιλογή μέσα στο τετράγωνο και μετράμε πόσα πέφτουν μέσα στο σχήμα. Το ποσοστό δίνει μια εκτίμηση του ποσοστού της επιφάνειας που καλύπτει το σχήμα. Δεν είναι ιστορικό πείραμα του Metropolis, αλλά ένας τρόπος να δούμε τη λογική.
Η τυχαιότητα, σε αυτό το παράδειγμα, δεν σημαίνει αδιαφορία για το αποτέλεσμα. Υπάρχουν κανόνες επιλογής, καταγραφή και συγκεκριμένο ερώτημα. Αν τα σημεία συγκεντρώνονται αυθαίρετα σε μία γωνία, η εκτίμηση παύει να αντιστοιχεί σε αυτό που θέλουμε να μετρήσουμε. Το κρίσιμο δεν είναι μόνο να παραχθούν πολλοί αριθμοί, αλλά να παραχθούν με τρόπο κατάλληλο για τη μέθοδο.
Η αύξηση των δειγμάτων μπορεί να περιορίζει τη στατιστική αβεβαιότητα υπό τις κατάλληλες προϋποθέσεις. Δεν διορθώνει όμως αυτομάτως ένα λάθος μοντέλο. Αν έχουμε σχεδιάσει διαφορετικό σχήμα από εκείνο που μας ενδιαφέρει, περισσότεροι υπολογισμοί θα περιγράψουν καλύτερα το λάθος σχήμα. Αυτή η απλή διάκριση παραμένει χρήσιμη κάθε φορά που εντυπωσιαζόμαστε από την κλίμακα μιας προσομοίωσης.
Το 1953 εμφανίστηκε η εργασία Equation of State Calculations by Fast Computing Machines. Στο πρωτότυπο καταγράφονται πέντε συγγραφείς: Nicholas Metropolis, Arianna Rosenbluth, Marshall Rosenbluth, Augusta Teller και Edward Teller. Η έρευνα αφορούσε υπολογιστική διερεύνηση ενός μοντέλου σωματιδίων και όχι ένα αυθαίρετο γενικό ισχυρισμό ότι μια μηχανή μπορούσε πλέον να λύσει κάθε πρόβλημα της φύσης.
Εδώ χρειάζεται μια διόρθωση στην εύκολη αφήγηση. Το όνομα «αλγόριθμος Metropolis» δεν αποδεικνύει ότι ο ίδιος επινόησε και υλοποίησε μόνος του όλα τα βήματα. Η αναδρομή της American Physical Society του 2022, βασισμένη και στις μεταγενέστερες μαρτυρίες των συμμετεχόντων, αναδεικνύει τον καθοριστικό ρόλο του Marshall και της Arianna Rosenbluth. Σύμφωνα με αυτές τις μαρτυρίες, η Arianna ανέλαβε τον προγραμματισμό, ενώ ο Metropolis παρείχε το υπολογιστικό περιβάλλον.
Η ίδια αναδρομή εξηγεί την ουσιαστική μετατόπιση προς δειγματοληψία διαμορφώσεων με βάση τις πιθανότητές τους. Πρόκειται για διαφορετικό επίπεδο από το απλό παράδειγμα των σημείων μέσα στο τετράγωνο. Η αναγνώριση αυτής της συλλογικής δουλειάς δεν αφαιρεί τον Metropolis από την ιστορία. Αποτρέπει μόνο την αντικατάσταση της ιστορίας από την υπόθεση ότι το πιο γνωστό επώνυμο πρέπει να περιλαμβάνει όλες τις συνεισφορές.
Το να τιμάς έναν επιστήμονα δεν σημαίνει να εξαφανίζεις τους συνεργάτες του. Αντίθετα, η ικανότητα δημιουργίας μιας υποδομής που επιτρέπει σε άλλους να κάνουν σημαντική έρευνα είναι από μόνη της ουσιαστική συμβολή. Ο σχεδιασμός μηχανής, η μαθηματική ιδέα, η φυσική ερμηνεία και ο προγραμματισμός αποτελούν διαφορετικές εργασίες, ακόμη κι όταν καταλήγουν στην ίδια δημοσίευση.
Η κληρονομιά δεν περιορίζεται σε ένα επώνυμο
Η υπολογιστική φυσική χρειάζεται αυτή τη σύνδεση ανάμεσα σε διαφορετικά επίπεδα σκέψης. Ένα όμορφο γράφημα δεν είναι από μόνο του απόδειξη. Χρειάζεται να γνωρίζουμε ποιες εξισώσεις ή παραδοχές χρησιμοποιήθηκαν, ποια σφάλματα μετρήθηκαν και τι συγκρίθηκε με την πραγματικότητα. Η ταχύτητα επεξεργασίας έχει αξία όταν υπηρετεί αυτές τις ερωτήσεις, όχι όταν τις αντικαθιστά.
Αυτός είναι και ο λόγος που η ιστορία του Metropolis έχει θέση σε έναν χώρο αφιερωμένο στη μηχανική. Η κατασκευή μιας μηχανής και η δυνατότητα να προβλέψεις τη συμπεριφορά της είναι διαφορετικές αλλά συνδεδεμένες προκλήσεις. Το αφιέρωμα στον John Argyris εξετάζει μια άλλη διαδρομή της υπολογιστικής μηχανικής. Δεν πρόκειται για την ίδια μέθοδο, αλλά για συγγενικό ερώτημα: πώς μετατρέπεται η θεωρία σε αξιοποιήσιμο εργαλείο.
Η πολεμική αφετηρία μεγάλου μέρους αυτής της έρευνας δεν επιτρέπει μια εξιδανικευμένη αφήγηση αποκλειστικά ειρηνικών προθέσεων. Η μετέπειτα ευρύτητα μιας τεχνολογίας δεν σβήνει το περιβάλλον μέσα στο οποίο χρηματοδοτήθηκε και αναπτύχθηκε. Μπορούμε να αναγνωρίζουμε την επιστημονική συμβολή, κρατώντας ταυτόχρονα ορατές τις δύσκολες πλευρές της ιστορίας της.
Ο Metropolis πέθανε στις 17 Οκτωβρίου 1999. Η αναγνώριση της συμβολής του συνεχίζεται και μέσα από το Nicholas Metropolis Award της American Physical Society, που αφορά εξαιρετική διδακτορική έρευνα στην υπολογιστική φυσική. Το βραβείο τονίζει επίσης την αποτελεσματική γραπτή και προφορική παρουσίαση αποτελεσμάτων. Η κατανόηση πρέπει να μεταδίδεται, όχι απλώς να παραμένει μέσα στον κώδικα ενός υπολογιστή.
Στη σειρά των ελληνικών ιστοριών της τεχνολογίας, μια τέτοια διαδρομή έχει ιδιαίτερη αξία. Δεν προσφέρει έναν μύθο εύκολης ανωτερότητας, αλλά ένα παράδειγμα γνώσης, οργάνωσης και συνεργασίας. Η καταγωγή μάς δίνει έναν πρόσθετο λόγο να κοιτάξουμε προσεκτικά. Το έργο είναι εκείνο που δικαιολογεί να συνεχίσουμε να διαβάζουμε.
Ο Νικόλαος Μητρόπουλος δεν χρειάζεται να παρουσιαστεί ως ο άνθρωπος που εφηύρε μόνος του τους υπολογιστές. Η πραγματική ιστορία είναι αρκετά μεγάλη: βρέθηκε εκεί όπου η φυσική, τα μαθηματικά και οι πρώτες ηλεκτρονικές μηχανές άρχιζαν να αλλάζουν τον τρόπο της έρευνας. Και βοήθησε να δημιουργηθεί το έδαφος πάνω στο οποίο άλλοι μπορούσαν να θέσουν ερωτήματα που μέχρι τότε ήταν πολύ δύσκολο να εξεταστούν.
Φωτογραφία: Los Alamos Laboratory, ιστορικό πορτρέτο ταυτότητας περίπου του 1944, μέσω Wikimedia Commons. Χρήση με την προβλεπόμενη αναφορά προέλευσης και τους παρακάτω όρους του αρχείου.
Υποχρεωτική αναφορά δικαιωμάτων φωτογραφίας
Unless otherwise indicated, this information has been authored by an employee or employees of the Los Alamos National Security, LLC (LANS), operator of the Los Alamos National Laboratory under Contract No. DE-AC52-06NA25396 with the U.S. Department of Energy. The U.S. Government has rights to use, reproduce, and distribute this information. The public may copy and use this information without charge, provided that this Notice and any statement of authorship are reproduced on all copies.
Neither the Government nor LANS makes any warranty, express or implied, or assumes any liability or responsibility for the use of this information.
Το Engine Power ανήκει στο οικοσύστημα της διαφημιστικής εταιρείας Magic Lamp Advertising 360, με δημοσιογραφικό περιεχόμενο, SEO και ανάπτυξη ιστοσελίδων για επιχειρήσεις.
