Bebar Bilim · Merak, evrenin en iyi başlangıç noktasıdır.
Bilim Tarihi

Gelecekten Gelen Adam: John Von Neumann

▶ YouTube’da izle ↗

Oynatınca YouTube’a bağlanılır. YouTube’da aç ↗

Bu yazı, 3 Kasım 2024 tarihinde yayımlanan Bebar Bilim videosunun metninden uyarlanmıştır. Güncel gelişmeler içeren değerlendirmeler özgün yayın tarihinin bağlamındadır.

Düşünün, bir adam var ki zekası öyle keskin, öyle geniş kapsamlı ki arkadaşları ona şaka yollu "Marslı" diyorlar. Ama bu Marslı, dünyamızı derinden etkileyecek fikirler üretiyor. Daha çocukken Latince ve Yunanca’yı kendi kendine öğrenen bu dahi, yetişkin olduğunda da durmak bilmiyor. Sabahları kafasında diferansiyel denklemleri çözerken, öğleden sonra nükleer fizik üzerine kafa yoruyor, akşamları ise tarihin en ölümcül silahlarının geliştirilmesine katkıda bulunuyor.

Ama bu adamın asıl mirası, bugün cebinizdeki telefonu mümkün kılan fikirlerde yatıyor. Bilgisayarların nasıl "düşünmesi" gerektiğini ilk ortaya koyan kişi o. Hatta öyle ki, modern bilgisayarların temel mimarisi hâlâ onun adıyla anılıyor. Sadece bu kadar mı? Tabii ki hayır! Ekonomiden biyolojiye, kuantum fiziğinden meteorolojiye kadar neredeyse dokunduğu her alanı değiştirdi.

Ve belki de en ilginci, bu olağanüstü zihin bir yandan da tam bir hayat adamıydı. Hızlı arabalar sürmekten, çılgın partiler vermekten ve güzel kadınlarla flört etmekten büyük keyif alırdı. Onu tanıyanlar, muazzam zekasının yanı sıra, espri anlayışı ve yaşam sevgisiyle de hatırlıyor. İşte size, 20. yüzyılın belki de en etkileyici beyni – dünyamızı şekillendiren ve hâlâ şekillendirmeye devam eden bir deha. Arkadaşlarının tabiriyle “Marslı” John Von Neumann’ın hikayesine hoş geldiniz…

28 Aralık 1903’te Budapeşte’de doğmuştu Von Neumann. Jancsi’ydi adı. John ismini sonradan alacaktı. Babası Max Macar hükümeti için ekonomi danışmanlığı yapıyordu. Aile dostları, arkadaşları entelektüel camiadandı. Küçük John da bu insanlardan, ailesinin eğitime verdiği önemden oldukça faydalanacaktı. Dönemin Avusturya-Macaristan İmparatoru John’un babasını “asilzade” mertebesine yükseltince soy isimlerine “Von” ön eki eklenecekti. İki kardeşi daha vardı John’un. Ve babaları onları bir dünya vatandaşı olarak yetiştirmek istiyordu. Bir dil öğrensinler mutlaka diyordu. Ama John biraz abartmış ve Fransızca, İtalyanca, İngilizce, Antik Yunanca ve Latince öğrenmişti. Hem de çoğunu kendi başına. Fakat dil yeteneğinin ötesinde onun “matematik” yeteneği kabına sığmıyordu tam anlamı ile. Henüz 6 yaşındayken 8 haneli sayıları kafasında çarpabiliyordu zira. Yine ailesinin imtiyazları sayesinde bölgenin en iyi okuluna henüz birinci sınıfa başladığında o zamanki matematik öğretmeni Gabor Szego bunu şöyle anlatıyor. “Jancsi ile ilk tanışmamızı unutamıyorum. Böyle küçük bir çocuğun sayılarla yapabildiklerini gördüğümde kendimi tutamadım, gözlerimden yaşlar süzüldü. Daha önce böyle bir şey görmemiştim.” Diyor.

Ama babası müthiş destekçi olmasına rağmen her babanın bir kusuru oluyor değil mi? Kusur da demeyelim. Çocuklarının iyi bir hayat sürmesi tek amacıdır babaların. Max da bu düşünce ile “Matematik karın doyurmaz” diyerek John’un maetmatik okumasını istemiyordu.

John da kırmamıştı babasını. Bir anlaşma yapmışlardı. John önce Berlin Üniversitesinde kimya okumuş sonra ETH Zürich’te kimya mühendisliği diplomasını almıştı. Ama aynı zamanda kendi tutkusunu da bırakmamış Budapeşte Üniversitesinde Matematik doktorasını yapacaktı. Burada da tez konusu set teorisiydi. Doktora tezi bile bilim tarihine geçecekti. Set teorisi sayılar da dahil olmak üzere nesne gruplarından oluşan setleri inceleyen çalışma alanıdır. Matematiğin temel yapı taşları olarak düşünülebilir.

John eğitimini tamamladıktan sonra ise o dönem dünyada matematiğin merkezi olarak bilinen Almanya’daki Göttingen’e gitmiş ve yine dönemin efsanelerinden David Hilbert ile çalışmaya başlamıştı. 1920’ler ve 30’lardan bahsediyoruz bu arada. Bu dönemde neler olduğunu bu kanalın takipçileri çok iyi biliyor. Bilim insanları ve matematikçiler tarihin en önemli mücadelelerinden birini veriyordu. Atom ve atomaltı parçacıkların çok garip davranışlarını anlamak. Werner Heisenberg ve Erwin Schrödinger burada direksiyona geçmiş ve bu parçacıkların nasıl davrandığına dair açıklamalar getirmeye başlamışlardı. Özellikle Schrödinger’in “dalga fonksiyonu” çok büyük ses getirmişti. Parçacıkların uzayda dalgalar şeklinde yayıldığına dair bu yaklaşımda garip olan şeyse yine daha önce bol bol konuştuğumuz gibi “dalga-parçacık” ikiliği mevzusuydu. Bu dalga gibi davranan parçacıklar gözlemlendiğinde dalga olmaktan vazgeçiyor ve “parçacık” gibi davranmaya başlıyordu. Dalga fonksiyonunun çökmesi diyoruz buna da. Bu ikilik bayağı bir kafa karıştırıyordu. Paul Dirac bunu “ikisi de aslında aynı şey” diye açıklamaya çalışsa da çok daha geçerli bir açıklama işte bizim John’dan gelecekti. Daha 20’li yaşlarının başlarında olan bu genç dahi bu ikisinin aynı olduğunu söylemenin de ötesine giderek bunu “matematiksel olarak” kanıtlamıştı. Yani “matematiksel” olarak da eş olduklarını… Dönemin tüm isimleri şöyle bir dönüp bakmışlardı bu genç adama. Nereden çıkmıştı bu genç? Nasıl bunları bu kadar elit düzeyde bir matematikte açıklayabiliyordu? Şampiyonlar ligine bir daha çıkmamak üzere girmişti John Von Neumann…

Hemen zaten mezun olduğu Berlin Üniversitesinden hocalık teklifi gelmiş, o da bu teklifi kabul etmişti. Burada geçirdiği zamanda başta da bahsettiğimiz gibi akademideki çalışmalarının yanında Berlin’in gece hayatında da bol bol boy göstermiş, kabarelerden çıkmaz olmuştu. Ardından Hamburg’ta da bir süre geçirdikten sonra asıl hikayesi başlamıştı.

Zira Princeton Üniversitesinden kendisine “matematiksel fizik” anlatması için teklif gelmişti. Bu teklifi de şöyle açıklayalım. Bilimin ve bilim insanlarının nasıl değer gördüğünü ve bazı ülkelerin nasıl bu kadar geliştiğini anlayalım. O dönemde özellikle Amerika Almanya’daki dâhilerin farkındaydı ve onların çalışmalarını kendi ülkelerinde yürütmesi için her şeyi yapmaya hazırdı. Buna elbette inanılmaz maaşlar da dahildi. Bir anlamda futbolcu transfer eder gibi Almanya’daki bu parlak zihinleri transfer ediyorlardı. Kimi durumda Almanya’da kazandıkları paraların 10 katından fazlasından bahsediyoruz. Daha iyi bir takım olmak istiyorsanız daha iyi oyunculara ihtiyacınız var sonuçta değil mi? E etkilerini de zaten bugün çok net görüyoruz. Neyse. Bu başka bir videonun konusu olsun 🙂

Çocukluğundan beri tanıdığı Mariette Kövesi ile evlendikten sonra Princeton’a taşınan John Von Neumann burada da eğlenceli ve sıradışı karakteri ile hemen kendini belli ediyordu. Bir türlü ehliyet alamıyordu mesela. İddialara göre sınavı yapana biraz rüşvet verdikten sonra alabilmiş ehliyeti. Ama buna rağmen Princeton üniversitesine giden bir yolda “Von Neumann” virajı olarak anılan bir yer olmasına engel olamadı. Zira neredeyse her yıl burada bir arabasını perte çıkarıyordu Von Neumann. Şöyle anlatıyordu bu kazaları da “Yolda ilerlerken yolun sağındaki ağaçlar saatte 100 km hızla beni geçiyordu. Sonra bir tanesi önümde birden duruverdi. Anlamadım…”

Bu arada bir Yahudi olarak Almanya’dan ayrılmak için iyi bir zaman seçmişti. Zira hemen ayrıldıktan sonra Ocak 1933’te Hitler Şansölye olmuş, Almanya’nın bilim camiası kitleler halinde ülkeden ayrılmaya başlamıştı. Bu kitleler elbette Amerika başta olmak üzere başka ülkelerde topluluklar da kuruyorlardı. Bu topluluklardan biri de yine Princeton üniversitesinde kurulacaktı. Bu topluluğun arasında da, evet, Albert Einstein da vardı. John Von Neumann ise henüz 29 yaşında bu gruba kabul edilen en genç üyeydi. Ki Einstein’ın başlarda kendisini öğrenci zannetmişliği de var.

Von Neumann’ın bu dönemdeki en önemli çalışması ise Ergodik Kuramı olacaktı. Ergodik kuram, dinamik sistemler ve olasılık teorisiyle ilgili bir matematik dalıdır. Temel olarak, bir sistemin zaman içinde nasıl davrandığını inceler ve uzun vadede, sistemin tüm durumlarının nasıl dağıldığını anlamaya çalışır.

Basit bir şekilde açıklamak gerekirse: Ergodik kuram, bir sistemin zaman içinde yeterince uzun süre gözlemlendiğinde, sistemin her olası durumunu eşit olasılıkla ziyaret edip etmediğini araştırır. Örneğin, bir zarın sürekli atıldığını düşünün. Zar adil ise (yani her yüzü eşit olasılıkla geliyorsa), çok uzun bir süre boyunca atıldığında, her yüzün yaklaşık olarak aynı sayıda geleceğini söyleyebiliriz. Bu, sistemin ergodik olduğu anlamına gelir.

Ergodik kuramın önemli bir sonucu, "uzun vadeli ortalama = tüm durumların ortalaması" ilkesidir. Yani, bir sistemin zaman içindeki davranışının, tüm olası durumlar üzerinden alınan ortalama ile aynı olduğu durumlarda ergodiktir. Bu kavram, fizik, ekonomi ve istatistiksel mekanik gibi alanlarda geniş uygulama alanı bulur.

Tabi bunlar üzerinde çalışırken aklı sürekli anavatanında olanlardaydı. 1935’te Macar bir fizikçi olan arkadaşı Rudolf Ortvay’e bir mektup yazmış ve “10 yıl içinde Avrupa’da korkunç bir savaş başlayacak” demiş yine aynı mektupta “İngiltere zor durumda kalırsa Amerika’nın dahil olacağını düşünüyorum” demişti. 1941’de ise Amerika’nın dahil olması için lobi çalışmaları yapmış, kongreye bir mektup yazmış ve “Nazizme karşı yürütülen savaş bize uzak bir savaş değil, tüm medeniyetler için verilen bir savaştır” demişti.

Bu endişeler arasında elbette çalışmalarını yürütürken ihmal ettiği birisi vardı. Çocukluk aşkı, eşi. Zaten o da Albert Einstein veya diğer bilim insanları gibi bu konuda oldukça yeteneksizdi. Kızı Marina da bunu destekler şeyler söyleyecekti “Babam anneme hayran olsa da onun ilk ve tek aşkı “düşünmekti” diyordu. “Uyanık olduğu her an kafasının içinde yaşıyor, ve birçok dahi gibi çevresindekilerin duygusal ihtiyaçlarına duyarsız kalıyordu” diye de eklemişti.

Ve bu ilgisizliğe daha fazla katlanmayan eşi onu terk etmiş, bu John Von Neumann’ı bayağı bir şaşırtmıştı. Şaşkınlığı ve üzüntüsünden midir bilinmez, kendisini Monte Carlo’daki gazinolarda meşgul etmeye başlamış, henüz boşanmasından 1 yıl bile geçmemişken bu gazinolardan birinde tanıştığı Klara Dan ile evlenmişti. Klara ile birlikte evlerinde sürekli eğlenceler düzenlemeye başlamıştı, akademik çalışmalarından kalan zamanını pek ayık geçirdiği söylenemez o yüzden. Ama dediğimiz gibi. O başka türlü bir zihindi.

Zira bunlar olurken 2. Dünya savaşı tüm yıkıcılığı ile başlamış, Von Neumann da patlayıcı maddeler ve balistik silahlar ile ilgili araştırmalara katılmıştı. Özellikle balistik silahların şeklinin bu silahların gücü ve yönünü nasıl etkilediğini araştırmıştı. Bu araştırmaları ise onu çok daha yıkıcı bir keşfe götürmüştü. Aralık 1938’de Alman bilim insanları uranyumun bölünebileceğini keşfetmiş, İtalya’dan Amerika’ya kaçan Enrico Fermi bu keşfin önemini fark etmiş ve “Böyle bir bomba yaptığımızda her şeyin sonunu getirebiliriz” demişti. O dönem California Üniversitesinde bulunan Robert Oppenheimer atom bombasını Almanya’dan önce üretme çalışmalarının merkezi haline gelen Manhattan Projesinin başına geçmiş ve işte John Von Neumann da tüm bu çalışmalarda en kritik görevlerden birine getirilmişti. Plütonyum çekirdeğin çevresindeki ateşleyicilerin tasarımı. Ve görünüşe göre Von Neumann’ın tasarımı tam da istenen etkiyi yaratacak en ideal tasarımdı ve Little Boy ve Fat Man’de onun ateşleyici tasarımları kullanılmıştı. E elbette onun tasarımları ile Hiroshima ve Nagasaki bombalanacak yüzbinler hayatını kaybedecekti. Onun bu konudaki fikrini merak ediyorsanız hiç pişman değildi. Elbette yaşanan trajediden rahatsız olsa da ona göre bu yapılmalıydı. Özellikle Sovyetler Birliği tehdidine karşı bir güç gösterisi yapılmalıydı. Şöyle söylemişti “Şu anda yarattığımız şey tarihin akışını değiştirecek bir canavardır. Eğer tabi yazılacak bir tarih kalırsa. Ama bunun sonunu getirmememiz söz konusu bile olamaz. Sadece askeri nedenlerle de değil. Bilim insanları yapılabilecek bir şeyi yapmak zorundadır. Sonuçları ne olursa olsun. Ve bu sadece başlangıç. Şu anda ortaya çıkacak enerji kaynağı bilim insanlarını dünyanın hem en nefret edilen hem de en ihtiyaç duyulan insanları haline getirecek…”

Ve öyle de oldu. Kullanılıp kullanılmayacağını bilmelerinden bağımsız olarak bu bombalar yüzbinlerin yaşamına mal oldu. Burada herhangi bir yargıda bulunmuyor, yorumu size bırakıyorum fakat dürüst olmakta fayda var. Manhattan projesinde çalışan, bu bombayı geliştiren tüm bilim insanları bu bombaların bir şekilde kullanılacağını biliyordu. Sonrasında rahatsız olduklarını, aslında istemediklerini söylemeleri bunu değiştirmez bana kalırsa. Neyse. Bu ayrı bir tartışma konusu.

Biz Von Neumann’ın hikayesine dönelim. Tüm bunlar gerçekleşirken 30’lu yaşlarında bir insandı ve böyle bir projede bu denli önemli bir görev ile kariyerinin zirvesine ulaştığını düşünebilirsiniz. Fakat onun asıl hikayesi daha yeni başlıyordu aslında. Evet. O açacağı yeni sayfada dünyayı bambaşka bir şekilde değiştirecekti.

Savaşın sonlarında Pennsylvania Üniversitesindeki mühendisler ENIAC adında devrimsel bir makine üzerinde çalışıyorlardı. Bu makinenin asıl amacı atom bombasının geliştirilmesi başarısının ardından devletin gözünü çok daha güçlü bombalara dikmesi ve bunun için insan gücünün yetmeyeceği hesaplamaları yapacak bir yardımcıya ihtiyaç duymasıydı. Bu amaçla John Mauchly ve Presper Eckert birlikte ABD Ordusu Balistik Araştırma Laboratuvarı için dünyanın ilk programlanabilir elektronik bilgisayarını ürettiler. ENIAC tam bir odayı dolduracak büyüklükteydi ve o zaman için inanılmaz bir hızda, saniyede 300 hesaplama yapabiliyordu. Bugün elimizdeki telefonların saniyede milyarlarca işlem yapabildiğini düşündüğümüzde teknolojinin gelişimi baş döndürücü değil mi? Neyse. John Von Neumann da bu projeye danışman olarak atanacaktı. Ama tabi öyle danışman olarak kalacak biri değildi o. Makineye bakmış ve bakar bakmaz sorunları, eksikleri ve potansiyeli görmüştü. Elle programlanması gereken sadece hesaplama yapabilen bu hantal şeyin ötesinde hafızasında bilgileri ve komutları saklayabilen bir şey hayal etmişti hemen. Tabi hayal etmekle kalmamış ENIAC’ın üzerine EDVAC’ı inşa etmişti. EDVAC programları depolayıp hafızasından çalıştırabilen dünyanın ilk bilgisayarı olacaktı. Bu en basit haliyle bugünkü bilgisayar konseptinin ilk versiyonuydu. Von Neumann da bu konsepti bir makale ile dünyaya duyurmuş ama burada yine insanları rahatsız edecek bir şey yapmıştı. Bir anlamda ENIAC’ı geliştiren Eckert ve Mauchly’den hiç bahsetmemişti. En azından makalenin yazarı olarak sadece kendi ismi vardı. Buradaki problem şuydu. Eckert ve Mauchly bu tasarımın patentini almak istiyorlardı ancak artık bu mümkün olmayacak gibi görünüyordu. Tasarım yayılmış ve sonradan Amerikan mahkemelerinin de kararı ile “patenti alınamaz” olarak belirlenmiş ve buradan ne doğmuştu biliyor musunuz? Open-source kavramı. Teknolojinin bir virüs gibi yayılmasını sağlayan en önemli kavramlardan biri olacaktı bu “açık-kaynak” yaklaşımı. Herkes topluluklar halinde programları, bilgisayarları geliştirebilir hale gelecekti. Zaten Von Neumann sonradan bunu bilinçli olarak yaptığını kabul etmiş ve “böylesi hem ülkemiz hem de insanlık için daha iyi” demişti. Ki bu tasarımın üzerine IBM ilk ticari bilgisayarı 701’i üretmiş ve bunun ardından çok geçmeden PC olarak bildiğimiz kişisel bilgisayarlar hayatımıza girdikten sonra artık hiçbir şey aynı kalmamıştı. Von Neumann insanlığın en yıkıcı ve tartışmalı bilimsel başarılarından birinin ardından modern dünyanın dönüşümünde de başrollerden biriydi anlayacağınız.

Bu kadarı yetmiştir herhalde diye düşünüyorsanız yanılıyorsunuz. Dahası var. İkinci dünya savaşındaki bilimsel tutumunu bir kenara bırakırsak o dönemde kafa yorduğu bir konu vardı. Savaşın dinamikleri, bunun sosyal etkileri, devletler ve liderlerin uyguladığı stratejiler ve özünde insan iletişimde uygulanan stratejiler. Satranç gibi deriz ya. Ama Neumann’a göre öyle değil işte.

Londra’da bir takside matematikçi Jacob Bronowski ile seyahat ederken Bronowski’nin anlattığına göre şöyle söylemişti. “Satranç aslında bir oyun değil. Satranç çok iyi tanımlanmış bir tür hesaplamadır. Gerçek hayat öyle değil. Gerçek hayatta blöf var, yalanlar, aldatma taktikleri, karşınızdakinin sizi anlayıp anlamadığından emin olamama var. Benim oyun teorimde anlatmaya çalıştığım oyunlar da bunlar.” Evet. John Von Neumann ünlü Oyun Teorisini de geliştiren kişiydi. Bu teoriden bir yazımızda detaylıca bahsetmiştik, dilerseniz buradan sonra o videoyu izleyebilirsiniz.

Onun atom bombası ile ilgili fikirlerini de bu teoriye göre düşünebiliriz. Bazı fedakarlıklar yapmadan kazanamazsınız diyordu. Kaldı ki ABD ve Sovyetler arasındaki Soğuk Savaşta da rakip olan Sovyetlerin hamlelerini önceden tahmin ettiğine inanarak Sovyet casusların atom bombası ve hidrojen bombası detaylarını ele geçirdiğini, yakın zamanda bunları geliştireceğini ve bunlar olmadan Amerika’nın hidrojen bombasını geliştirerek Moskova’yı vurması gerektiğini söylemişti.

Ama sonra bu yaklaşımını değiştirmesini gerektirecek bir şey öğrenmiş ve Sovyetlerin zaten yeterince güçlü bir cephaneye sahip olduğu bilgisini aldıktan sonra “zero-sum” olarak tanımladığı “kazananın olmadığı oyun” konseptine uygun olarak “herkes için yok edici” bir savaş söz konusu olduğunu anlamış ve bu fikrinden vazgeçmişti. Bu noktadan sonra “kullanmasanız da rakiplerinizin gözlerini korkutacak gücünüz her daim olmalı” yaklaşımını desteklemeye devam etmiştir.

Von Neumann ile ilgili daha bahsedecek çok şey var aslında. Örneğin Stanley Kubrick’in kült filmi “Dr. Strangelove” filmindeki Strangelove’a ilham olan kişinin Von Neumann olduğu düşünülür. Filmin uzun isminde de şöyle söyler zaten “Dr. Strangelove: Endişelenmeyi Bırakıp Bombayı Sevmeyi Nasıl Öğrendim”

Von Neumann bombayı sevmişti ama bunun sebebi işte Oyun Teorisi ile edindiği yaklaşımdı. Ki bombayı o kadar sevmişti ki Marshall Adalarında Bikini Mercanlarında gerçekleştirilen ilk hidrojen bombası testi IVY’yi yerinden izlemişti. Ama bazı kaynaklara göre bu deneyimi onun “kemik kanseri” olmasına neden olmuştu. Bu arada bu Marshall Adalarındaki Süngerbob ile birlikte tanıdığımız Bikini mercan adası ve tüm bu adaların ve bu adalarda yaşayan insanların üzeri örtülen hikayesi de ayrı bir araştırma dosyası. Onu da bir taraftan hazırlıyorum. ABD sizi daha ne kadar şaşırtabilir diyorsanız hazır olun. Neyse.

Von Neumann tüm bunların ötesinde kendini kopyalayan robotları, kendi kendine öğrenen bilgisayarları da öngörmüş, eğitim sisteminin bunlar için hazır olmadığını, acilen değişim gerektiğini söylemişti… Bunları 1950’lerde söylemişti. Ki zaten bu dopdolu yaşamı aslında genç bir yaşta, 53 yaşında, 8 Şubat 1957’de sona ermişti. Arkadaşlarının tabiri ile “bu adam dünya dışından gelmiş olmalı” dedikleri John Von Neumann gerçekten de zamanının üzerinde dehası, sıradışı fikirleri, birçok alanda yaptığı sıradışı katkılar ile dünyaya her anlamda büyük bir iz bırakarak veda etmişti.

Bugün dahi birçok bölümde, bilgisayar bilimlerinde, sosyolojide, fizikte, matematikte okuyan öğrencilerin birçoğunun ismini duyduğu Von Neumann’ın hikayesiydi bu.

Kaynaklar ve ilgili okumalar

  1. Özgün Bebar Bilim videosu
  2. İlgili okuma (Wikipedia, İngilizce): John von Neumann