Συνέντευξη με τον Δημήτρη Αχλιόπτα

Μένει σε ένα από τα πιο ακριβά προάστια του Σαν Φρανσίσκο των Ηνωμένων Πολιτειών. Κάθε καλοκαίρι, οι τουρίστες κατακλύζουν τη μικρή του πόλη για να θαυμάσουν την ευμάρεια, το τοπίο και βεβαίως τον Ειρηνικό Ωκεανό. Ο ίδιος όμως δε δείχνει πολύ ευχαριστημένος. «Ωραίος ο Ειρηνικός, αλλά δεν μπορείς να κάνεις πολλά μαζί του. Μόνο να τον κοιτάς. Ενώ το Αιγαίο…» μου είπε ένα μεσημέρι στην πλατεία Αβησσυνίας στο Μοναστηράκι πάνω από ένα τραπέζι με κρασί και Ελληνικούς μεζέδες.

Ο 36χρονος Δημήτρης Αχλιόπτας μεγάλωσε στο Ελληνικό, βλέπετε, κατά τη δεκαετία του ’80. Έπαιζε στις αλάνες γύρω από το παλιό αεροδρόμιο, στις μαθητικές κοπάνες πήγαινε στο Φάληρο και τη Γλυφάδα και ο μέσος όρος του στα μαθηματικά και τη φυσική, κατά τα γυμνασιακά χρόνια, ήταν μόλις 12-13. Τολμώ να φανταστώ την έκφραση κάποιων από τους καθηγητές του μόλις διαβάσουν την επόμενη φράση: Ο μαθητής που αναρωτιόταν αν έπρεπε να διαλέξει την Πέμπτη δέσμη, όπως έκαναν όλοι οι φίλοι του (δε δώσανε καν Πανελλήνιες εξετάσεις δηλαδή), ή να επιμείνει σε αυτό που αγαπούσε -κι ας μην έδειχνε να αποδίδει- είναι σήμερα ένας από τους πιο σεβαστούς νέους επιστήμονες της πληροφορικής, με διεθνείς διακρίσεις και λαμπρές προοπτικές. Η δουλειά του βρίσκεται στην απόλυτη αιχμή της έρευνας.

Όταν τον περασμένο Μάρτιο ανακοινώθηκαν τα αποτελέσματα του Ευρωπαϊκού προγράμματος Ιδέες που χρηματοδοτεί νέους επιστήμονες προκειμένου να επαναπατρισθούν και να διεξάγουν την έρευνα τους σε Ευρωπαϊκό έδαφος, ήταν ένας από τους 4 –μόλις- νέους Έλληνες επιστήμονες των οποίων οι προτάσεις εντυπωσίασαν τους κριτές του Ευρωπαϊκού Συμβουλίου Έρευνας, (του οποίου προΐσταται ο Βιολόγος Φώτης Καφάτος).

Ψάχνοντας για «Μαθηματικές συνδέσεις ανάμεσα στη στατιστική φυσική και τη θεωρία υπολογισμού» ο νέος Έλληνας επιστήμονας ανακαλύπτει κάτι εντυπωσιακό. Οι αλγόριθμοι, οι μέθοδοι που συνθέτουν το λογισμικό και κάνουν τους υπολογιστές μας να δουλεύουν, διέπονται από Φυσικούς νόμους, όπως και η ύλη στη φύση γύρω μας. Με την χρηματοδότηση που κέρδισε θα μπορέσει από φέτος να κάνει βασική επιστημονική έρευνα στην Ελλάδα (στο Ερευνητικό και Ακαδημαϊκό Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών στην Πάτρα), ενώ άνοιξε και η πόρτα του Πανεπιστημίου Αθηνών όπου σύντομα θα διδάσκει ως τακτικός καθηγητής στο τμήμα Πληροφορικής και Επικοινωνιών

Ένας αλγόριθμος είναι με απλά λόγια μια μέθοδος. Μια λογική, μηχανική ακολουθία βημάτων, που οδηγεί απο τα δεδομένα στο αποτέλεσμα. Όπως ο πολλαπλασιασμός ακεραίων με χαρτί και μολύβι. Υπάρχουν για παράδειγμα πολλοί δρόμοι για να φτάσει κανείς σε έναν προορισμό αλλά η συσκευή GPS που χρησιμοποιούν εσχάτως πολλοί οδηγοί θα βρει -βάσει ενός αλγορίθμου που συγκρίνει τις αποστάσεις στο οδικό δίκτυο- την συντομότερη διαδρομή.
Υπάρχει για όλα τα προβλήματα γρήγορος αλγόριθμος; Όπως οι Φυσικοί προσπαθούν εδώ και χρόνια να βρουν το «νόμο των πάντων», που θα ενώσει τις επιμέρους θεωρίες τους και θα ξαναχτίσει το είδωλο του κόσμου μας με βάση τα νέα επιστημονικά δεδομένα- έτσι και οι μαθηματικοί προσπαθούν αγωνιωδώς να ανακαλύψουν έναν υπεραλγόριθμο με τον οποίο θα μπορεί να λυθεί οποιοδήποτε πρόβλημα. Τα τελευταία χρόνια, ένας από τους κορυφαίους εν ζωή μαθηματικούς, ο Μίκι Αιτάι της ΙΒΜ, προσπαθεί να αποδείξει ότι με τα μαθηματικά όπως τα ξέρουμε σήμερα είναι αδύνατον να αποδειχθεί η μη ύπαρξη του υπεραλγορίθμου. Απαιτείται μια εξ ολοκλήρου νέα μαθηματική σκέψη. Ο Δημήτρης Αχλιόπτας μαζί με άλλους επιστήμονες ανά τον κόσμο προσπαθεί να αποδείξει ότι ο υπεραλγόριθμος, δεν υπάρχει και ότι τίποτα δεν μπορεί να υποκαταστήσει τελικά την ανθρώπινη δημιουργικότητα.

Πίσω στα τέλη της δεκαετίας του ’80, όταν περνούσε την πύλη του Πανεπιστημίου Πατρών ως νέος φοιτητής, ο Δημήτρης ήλπιζε να βγει ένας καλός σχεδιαστής ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που θα έβρισκε δουλειά στην βιομηχανία υπολογιστών και θα γινόταν ένας χρήσιμος πολίτης. Με άλλα λόγια ονειρευόταν να γίνει, αυτό που πολλοί εκπρόσωποι της γενιάς του ’70 θα αποκαλούσαν, ένας καλός μικροαστός. Τα μαθήματα τριών καθηγητών που καθόλη τη διάρκεια της συνέντευξης μας στην πλατεία Αβησσυνίας μνημόνευε, δηλαδή του Παύλου Σπυράκη, του Λευτέρη Κυρούση και του Χρήστου Παπαδημητρίου, επέτρεψαν στα όνειρα του να απογειωθούν. «Δεν μπορούσα να με φανταστώ να ζω σχεδιάζοντας τσιπάκια όταν έβλεπα τόση ομορφιά» μου είπε χαρακτηριστικά. Από τότε έχουν περάσει δεκαπέντε χρόνια κι ο Δημήτρης Αχλιόπτας πετάει στο μαθηματικό σύμπαν. Η μήπως αυτό είναι το πραγματικό;

Μεγάλωσες στο Ελληνικό και πήγες στο δημόσιο σχολείο. Ποιος ήταν ο ρόλος της εκπαίδευσης στη πορεία της ζωής σου; Μαθαίνω ότι δεν ήσουν το πρότυπο του καλού μαθητή.

Τουναντίον μάλιστα. Αφού να σκεφτείς όλοι μου οι φίλοι πήγανε Πέμπτη δέσμη και είναι τώρα ταξιτζήδες, κούριερ, σεκιουριτάδες κ.α. Ενώ αγαπούσα τα μαθηματικά, μέχρι το Λύκειο το σχολείο με είχε πείσει ότι εγώ δεν κάνω για αυτά. Ευτυχώς βρέθηκε ένας καθηγητής στη Δευτέρα Λυκείου που με βοήθησε να τα αγαπήσω ξανά. Παραλίγο δεν θα είχα ασχοληθεί καθόλου. Στο Πανεπιστήμιο πήγα για να γίνω hardware designer με σκοπό να βγω ένα παραγωγικό μέλος της κοινωνίας μας. Εκεί όμως γνώρισα τρείς καθηγητές που μου άλλαξαν τη ζωή.

Τώρα με τι ασχολείσαι;

Το λιγότερο θεωρητικό είναι η βιοπληροφορική. Είμαι μέλος μιας ομάδας που προσπαθεί χρησιμοποιώντας κρυσταλλογραφία ακτινών Χ να βρει την τρισδιάστατη, ατομική δομή του ριβοσωματίου, ενός περίπλοκου μοριακού συμπλέγματος που λειτουργεί σαν «εργοστάσιο» παραγωγής πρωτεϊνών των κυττάρων μας και η κατανόηση του οποίου θα ανοίξει εντελώς νέους δρόμους στο σχεδιασμό αντιβιοτικών. Παίρνουμε πολλά μαζί, τα κάνουμε κρύσταλλο τον οποίο βομβαρδίζουμε με ακτίνες Χ από πολλές οπτικές γωνίες περιστρέφοντας τον ώστε να πάρουμε όσο περισσότερες εικόνες γίνεται. Από αυτές τις εικόνες ανασυνθέτουμε την τρισδιάστατη δομή του. Είναι σα να φωτίζεις ένα άγαλμα από πολλές μεριές, να φωτογραφείς τις σκιές και να προσπαθείς να το ανασυνθέσεις τρισδιάστατο απο αυτές τις σκιές.

Η βιοπληροφορική θεωρείται ιδιαίτερα κρίσιμος κλάδος στις μέρες μας για την εξέλιξη των επιστημών της ζωής και ιδιαίτερα της Μοριακής Βιολογίας. Γιατί;

Επειδή φέρνει μια επανάσταση τεράστιου μεγέθους. Εδώ και τριακόσια χρόνια οι Βιολόγοι στήνουν τα πειράματα τους, έτσι, ώστε να παίρνουν αποτελέσματα κατανοητά από ανθρώπους. Το πιο κλασσικό παράδειγμα είναι η αποκωδικοποίηση της ακολουθίας του DNA. Φαντάσου -κυριολεκτικά- μια εικόνα ζωγραφισμένη πάνω σε ένα εύθραυστο υλικό, το οποίο θα κόψουμε σε κομμάτια και θα γίνει πάζλ. Οι βιολόγοι προσπαθούσαν να κόβουν το DNA σε μεγάλα κομμάτια, ώστε το κάθε κομμάτι να έχει ένα αναγνωρίσιμο στοιχείο, μια μοναδική λεπτομέρεια, ώστε να μπορεί να ταυτοποιηθεί. Αυτό όμως ήταν είτε εξαιρετικά αργό και επώδυνο. Μέχρι που ένας πληροφορικός, ο Τζην Μάγιερς, πρότεινε να πάρουμε πολλά αντίγραφα της εικόνας και να κόψουμε το καθένα ξεχωριστά σε πολλά μικρά κομματάκια, τυχαία, και να αφήσουμε τον υπολογιστή να ανασυνθέσει την εικόνα απο τα πολαπλά αυτά ανακατεμένα πάζλ.

Πριν από δυο περίπου χρόνια ο καθηγητής του Princeton, Bernard Chazelle μου εξηγούσε πως η μεγαλύτερη πρόκληση στους αλγορίθμους σήμερα είναι ότι για μερικά προβλήματα, δεν φτάνει η υπολογιστική ισχύς που διαθέτουμε. Με τους γνωστούς, ως σήμερα αλγορίθμους, αν θελήσεις να αποκωδικοποιήσεις μια κρυπτογραφημένη επικοινωνία, ή έστω και να επαληθεύσεις ότι ένα συγκεκριμένο σχολικό ωριαίο πρόγραμμα μαθημάτων είναι πράγματι το καλύτερο δυνατό, θα χρειαστείς τρισεκατομμύρια χρόνια και οι πιθανοί συνδυασμοί που θα πρέπει να δοκιμάσεις είναι περισσότεροι από όλα τα άτομα στο γνωστό σύμπαν. Έχει χαρακτηριστεί μάλιστα πρόβλημα της χιλιετίας. Η πρόταση σου στο Ιδέες, αφορά αυτό το ερώτημα;

Ναι. Ο αλγόριθμος που θα του αρκεί να εξετάσει μόνο ένα εξαιρετικά μικρό μέρος από όλους τους πιθανούς συνδυασμούς, γιατί τους άλλους θα μπορεί να τους αποκλείει σωρηδόν, είναι ο «υπεραλγόριθμος» που αναζητεί η κοινότητα μας εδώ και δεκάδες χρόνια. Φαντάσου ότι όποιος έβρισκε αυτό τον υπεραλγόριθμο, το πρώτο πράγμα που θα έκανε θα ήταν να σπάσει τα κρυπτογραφημένα συστήματα των τραπεζών και να τις ληστέψει όλες, για να καταλάβεις τι σημαίνει. Δεν θα υπήρχε πια απαραβίαστη στρατιωτική επικοινωνία και όλα τα συστήματα ασφαλείας θα κατέρρεαν. Επιπλέον, η ανθρώπινη δημιουργικότητα θα είχε πλέον πολύ μικρότερη αξία.

Πως συνδέεται η δημιουργικότητα με τον υπεραλγόριθμο;

Φαντάσου ότι έχεις ένα πρόγραμμα στον υπολογιστή σου που παίζει το ρόλο του κριτικού λογοτεχνίας, και μπορεί να σου πει αν ένα κείμενο είναι καλογραμμένο. Αν και ακούγεται τραβηγμένο, δεν είναι εκτός πραγματικότητας. Ήδη υπάρχει κάτι τέτοιο σε πρωτόλεια μορφή. Φαντάσου οτι φτιάχνουμε και έναν αλγόριθμο ποίησης που γράφει μια ακολουθία 241 λέξεων με κάποιο μηχανιστικό τρόπο και τη στέλνει στον «κριτικό» αλγόριθμο για να μάθει αν είναι καλή. Αν «όχι», ξαναπροσπαθεί και γράφει την επόμενη. Οι πιθανότητες αυτός ο αλγόριθμος να γράψει την «Ιθάκη» του Καβάφη, ακόμα κι αν τρέχει στον πιο γρήγορο υπερυπολογιστή και αν ξεκίνησε μαζί με την αρχή του σύμπαντος, είναι μηδαμινές. Ο υπεραλγόριθμος, απεναντίας, θα ήταν και ποιητής. Και αυτό που προσπαθούμε να αποδείξουμε είναι ότι δεν υπάρχει.

Οι κβαντικοί υπολογιστές, οι οποίοι μπορούν να κάνουν πολύ ταχύτερους υπολογισμούς, υποτίθεται ότι θα έδιναν μια απάντηση σε αυτό ερώτημα.

Δεν το πιστεύουμε πια. Είναι πρόοδος, αλλά απέχουν πολύ από τον υπεραλγόριθμο.

Η δική σου έρευνα πάνω σε αυτό σε τι συνίσταται;

Φαντάσου πως αντιστοιχούμε κάθε κείμενο που λέγαμε προηγουμένως σε ένα σημείο ενός χώρου, κι ότι δυο κείμενα είναι γειτονικά, αν διαφέρουν κατά μία μόνο λέξη. Σε κάθε κείμενο ο «αλγόριθμος-κριτικός» βάζει ένα «σκορ» επιτυχίας. Φαντάσου το σκορ σαν το «βάθος» του τοπίου στο σημέιο αυτό. Ὀσο καλύτερο το κείμενο, τόσο πιο μεγάλο το βάθος. Η δουλειά μου είναι να συνθέτω τοπία για τα οποία ναι μεν είναι εύκολο να μετρήσεις το βάθος σε κάθε σημέιο, αλλά πολύ δύσκολο να βρεις που βρίσκεται το πιο βαθύ σημείο σε όλο το τοπίο. Ιδανικά θέλω να σχεδιάσω ένα τοπίο τόσο δύσκολο που ο μόνος τρόπος για να βρεις το βαθύτερο σημείο του είναι να επισκεφτείς σχεδόν όλα τα σημεία του ένα προς ένα, κάτι που είναι εντελώς αδύνατο πρακτικά και το οποίο συνεπάγεται τη μη ύπαρξη του υπεραλγορίθμου.

Μέχρι εδώ μιλάμε για φανταστικές, θεωρητικές, μαθηματικές κατασκευές, σωστά;.

Ναι, όμως ανακαλύπτω κάτι πολύ παράξενο που βγάζει τους αλγορίθμους από την καθαρή μαθηματική θεωρία. Βλέπουμε ένα αντικείμενο, – ας πούμε ένα ποτήρι- ως σταθερό κι ακίνητο. Σε ατομικό επίπεδο όμως τα μόρια πάλλονται, αναζητώντας την κατάσταση με τη χαμηλότερη συνολική ενέργεια. Οι φυσικοί, έχουν βρει ότι παρότι υπάρχουν πάρα πολλά διαφορετικά υλικά, υπάρχουν όλοι κι όλοι 3-4 τύποι ενεργειακών τοπίων στη φύση. Ποιό είναι το παράξενο; Προσπαθώντας να κατασκευάσω εγώ αλγοριθμικά τοπία με χαρτί και μολύβι ανακαλύπτω ότι με τη σειρά μου, τα μόνα τοπία που μπορώ να συνθέσω είναι ίδια με αυτά που υπάρχουν στη φύση! Όμως, τα δικά μου τοπία είναι ανθρώπινες διανοητικές κατασκευές! Πως μπορεί να υπόκεινται στους ίδιους νόμους στους οποίους υπόκεινται τα φυσικά υλικά;

Πρόκειται για την μαθηματική φύση του κόσμου μας; Ποια είναι η εξήγηση;

Δεν έχω ιδέα και, να πω την αλήθεια, δε διατηρώ την ελπίδα ότι θα μάθω πριν πεθάνω.

Υπάρχει όριο στο πόσα μπορούμε να καταλάβουμε με το μυαλό μας; Πιστεύεις ότι την εξέλιξη της γνώσης θα την αναλάβει μια συλλογική τεχνολογική οντότητα -μια μέρα; Ίσως ένας μακρινός απόγονος του internet που θα γεννηθεί από περίπλοκους αλγορίθμους;

Φυσικά! Πιστεύω όμως ότι αυτή η οντότητα θα είμαστε εμείς. Στο μέλλον δηλαδή, εμείς και η μηχανή θα είμαστε ένα.

ΤΟ ΙΝΤΕΡΝΕΤ ΘΑ ΑΛΛΑΞΕΙ

Ο Δημήτρης Αχλιόπτας πήρε διδακτορικό από το πανεπιστήμιο του Τορόντο το 1999 και προσελήφθη αμέσως στο σχετικά νεοσύστατο τότε ερευνητικό κέντρο της Μicrosoft, όπου εργάστηκε δίπλα σε κορυφαίους μαθηματικούς πάνω στη σχέση Φυσικής και υπολογιστών. «Ήταν η εποχή που το υπουργείο δικαιοσύνης χτυπούσε τη Microsoft για μονοπωλιακή πρακτική και ένας κυνικός θα μπορούσε να πει οτι αυτή προσπαθούσε να κάνει το «καλό παιδί». Να πει ότι «ναι μεν τα παίρνω από την κοινωνία, αλλά δίνω και κάτι πίσω». Το κέντρο ερευνών δεν είχε καμιά προφανή χρησιμότητα στην εταιρία, αν και σχεδόν τίποτα σημαντικό δεν είναι προφανώς χρήσιμο τη στιγμή που το ανακαλύπτουμε».

Από αυτή τη θέση μπόρεσε, όμως να παρακολουθήσει στενά την επανάσταση του internet και το πέρασμα στην εποχή του Web 2.0. «Το 2001 καταγράψαμε το δίκτυο όλων των χρηστών του msn messenger. Ήταν ήδη 100,000,000 χρήστες με 2 δις ενώσεις. Προσπάθησα να τους πω τότε ότι μπορούμε να κάνουμε κάτι σαν το myspace. Απλώς θα δίναμε στους χρήστες χώρο να γράφουν ότι θέλουν και θα τους ανασυνδέαμε με links στους φίλους τους. Όμως η εταιρία δεν είχε πιστέψει ακόμα στην αξία των κοινωνικών δικτύων και, ίσως πιο σημαντικά, δεν ήθελε/μπορούσε να πιστέψει στο web. Τώρα, έξι χρόνια μετά, φλερτάρει τη Yahoo! αλλά ίσως είναι πλέον πολύ αργά για να πιάσει τη Google…

Δέχθηκε τη θέση που του πρότειναν στο πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια το 2005 αποζητώντας τη ζωντάνια και την ελευθερία του Πανεπιστημίου. Τώρα ο Δημήτρης Αχλιόπτας προσπαθεί να χαρτογραφήσει το internet σε επίπεδο φυσικών καλωδίων (routers), κάτι που προαναγγέλλει μια νέα εποχή στην οικονομία του διαδικτύου. «Σήμερα, στην καρδιά του δικτύου, κανείς δε μετράει τη χρήση, τον όγκο των δεδομένων που ανταλλάσσουν τα τηλεπικοινωνιακά δίκτυα. Οι εταιρίες έχουν απλά αμοιβαίες διμερείς συμφωνίες που επιτρέπουν να περνάνε δεδομένα της μιας από το δίκτυο της άλλης. Αυτό το «περίπου», επέτρεψε την εκρηκτική άνθιση του internet. Ενώ παλιά όμως, όλες οι υπηρεσίες ήταν νέες και άρα τα κέρδη του internet ήταν τα χρήματα μιας καινούργιας αγοράς, σήμερα το internet κανιβαλίζει την τηλεφωνία, τη μουσική και το βίντεο, δημιουργώντας την ανάγκη να μετρηθούν σαφώς τα πράγματα. Δεν ξέρουμε που θα πάει το πράγμα. Για παράδειγμα, η πιο προφανής ιδέα στον κόσμο είναι το βίντεο on demand. Ο λόγος για τον οποίο δεν έχει έρθει ακόμη όμως είναι ότι τσακώνονται τα στούντιο, τα δίκτυα και όσοι γράφουν software. Όλοι θεωρούν ότι βρίσκονται σε θέση ισχύος. Το μεγαλύτερο θέμα βεβαίως είναι σε αυτό νέο περιβάλλον όπου όλα θα μετριούνται και θα χρεώνονται το δικαίωμα αν θα έχουν όλοι ισότιμη πρόσβαση στις πληροφορίες. Αλλά αυτό είναι μια άλλη συζήτηση.»