Etkileşimlerde Enformasyon Karmaşıklığı — Dr. Işık Barış Fidaner

Teknolojiyle olan her etkileşimde en belirgin yönlerden birisi enformasyon karmaşıklığıdır, ki etkileşimin süjesi [subject] o teknolojiyle aşırı yüklendiğinde [overwhelmed] bu yön belirginleşir (süjeye ‘kullanıcı’ [user] demiyorum çünkü ‘kullanıcı’ terimi teknolojinin her zaman işlevini yerine getirdiğini örtükçe öne sürer: öznenin etkileşimle asla aşırı yüklenemeyeceğini gizlice varsayar). Bir süjenin etkileşiminin enformasyon karmaşıklığı ayrıca o süjenin gerçek dünya ve çevresinin algılanan karmaşıklığının bir yönüdür. Çocuğun bir aynayla ilk karşılaşmasından, dışsal algıların en sofistike örgütlenmesine kadar, çeşitli düzeylerde enformasyon karmaşıklığı gösteren etkileşimler tüm insanların (ve tüm diğer canlıların da) benlik örgütlenmesinde rol alırlar. Eğer belirli teknolojik etkileşimlerin enformasyon karmaşıklığı nicelenir ve görselleştirilirse, (1) süjenin etkileşimli çevresinde algıladığı karmaşıklık tespit edilebilir ve (2) nerede ve ne zaman etkileşimin süjeye aşırı yüklendiği anlaşılabilir.

Entropi enformasyon karmaşıklığının iyi bilinen bir nicel ölçüsüdür. Claude Shannon’un klasik formülasyonu Entropi’yi ihtimal dağılımları üzerinde bir ölçü olarak tanımlar, dolayısıyla gelecek olayların ihtimal varsayımlarıyla belirtilmesine gerek duyar. Ama Shannon’un formülasyonu etkileşimli bir ortamla uyumsuzdur: gelecek olayların gerçek bir özgür süjenin eylemleriyle dolaysızca belirlenebildiği dinamik bir etkileşimde “gelecek olayların ihtimalleri”ni tanımlamak imkânsızdır. Bilimsel literatür enformasyon karmaşıklığı ölçüsü olarak Entropi hakkında çalışmalarla doludur, ama ortak paydaları “gelecek olayların ihtimalleri”ne dayanan klasik formülasyondur öyle ki her çalışma şu veya bu ihtimal varsayımının şu veya bu biçimde parametrelendirilmesine dayanır. Belirli modeller ve parametrelendirilmeleri, enformasyon karmaşıklığı analiz edilen etkileşimdeki özgürlük üzerine gereksiz kavramsal kısıtlamalar getirir. İhtimale dayalı yaklaşımlar özgür eylemleri kavranamaz kılar.

Doktoramda ihtimale dayalı varsayımlara bağlı olmayan yeni bir Entropik formülasyon geliştirdim. Formülasyonumda, çok sayıda jenerik öğenin herhangi bir etkileşimi Birikimsel Bulunuş Dağılımları cinsinden kodlanabilir [1]. İzdüşüm Entropisi diye çok basit bir işlev herhangi bir bileşimsel veri kümesinin enformasyon karmaşıklığını niceleyebilir [2] ve Entropi Toplaşması algoritması [3] herhangi bir etkileşimin öğeleri arasındaki entropik ilintileri tespit ederek enformasyon karmaşıklığı yapısını görüntüleyen bir dendrogram üretebilir. Doktoradaki çalışmamla verili bir etkileşen öğeler kümesinin enformasyon karmaşıklığı kolayca hesaplanabilir, ama önce etkileşimle ilgili belirli soruların cevaplanması gereklidir:

— Bu belirli etkileşimin öğeleri nedir?

— Etkileşimin hangi kısmında öğelerin hangileri mevcuttur?

— Bu belirli öğenin bu andaki mevcudiyeti ne kadardır?

Yapılanmış her etkileşim Entropik metodolojimi kullanarak analiz edilebilir. Basitçe söylenirse: Eğer n tane öğe her zaman bir arada bulunuyorlarsa, etkileşimde sıfır entropi vardır (tek bir ortak mevcudiyet vardır ve başka hiçbir şey yoktur). Eğer n tane öğe her zaman ayrı ayrı bulunuyorlarsa, etkileşimde log(n) entropi vardır (hiçbir ortak yönü olmayan n tane ayrı mevcudiyet vardır). Diğer her imkân [0, log(n)] aralığında bu iki uç nokta arasında yer alır. [4] Belirli işaretler, imleyenler ve simgeler bir etkileşimin öğelerini teşkil edebilir. Çok sayıda etkileşim sistemini bileştirmek için öğe kümelerinin bileşimini almak yeterlidir.

Bekleneceği gibi, bir etkileşimdeki entropi farklı sistemler için farklı anlamlara gelecektir. Kimi sistemlerde, entropi artışı geliştirilmesi istenen olumlu bir özellik olabilir, mesela kendini kaptırma ve angaje olmanın göstergesi olabilir; başka kimi sistemlerde ise, entropi artışı denetlenmesi istenen olumsuz bir özellik olabilir, mesela bir tehlike ya da denge kaybının göstergesi olabilir. Matematiksel anlamda verili bir küme jenerik öğenin etkileşiminden ortaya çıkan tek bir özelliktir ve o öğelerin etkileşimleri içinde ne anlama geldiklerinden ve ne yaptıklarından bağımsızdır.

Enformasyon karmaşıklığı göstergesi olarak Entropi’ye dayanarak yapılacak çalışmalarla aynı analizin diğer bağlamlara kavramsal tercümesini sağlayacak bir kavramsal çerçeve elde edilebilir. Daha sonra her etkileşim sistemi için gerçek öğesel bileşimleri analiz etmek için bir yazılım çerçevesi geliştirilebilir. Bu amaç için temel matematiksel araç Birikimsel Bulunuş Dağılımı‘dır [1].

[1] I. B. Fidaner & A. T. Cemgil (2013) “Summary Statistics for Partitionings and Feature Allocations.” [Bölüntüler ve Özellik Atamaları için Özet İstatistikleri]
In Advances in Neural Information Processing Systems (NIPS) 26. İngilizce makale:
http://papers.nips.cc/paper/5093-summary-statistics-for-partitionings-and-feature-allocations
Türkçe çevirisi: https://mega.nz/#!1Lpw1RIK!MV45MCCtM7kx-uSzecCUlxKIoyLY2UMT6c8f0BcCpJk

[2] I. B. Fidaner & A. T. Cemgil (2014) “Clustering Words by Projection Entropy,” [İzdüşüm Entropisi ile Sözcüklerin Öbeklenmesi] NIPS 2014 Modern ML+NLP Workshop.
İngilizce makale: http://arxiv.org/abs/1410.6830
Yazılım sitesi: https://fidaner.wordpress.com/science/rebus/
Türkçe çevirisi: https://mega.nz/#!lGgQBIwL!I9iWuz6Azpmd8XBcGLIcip9Zt5qOEkTxnDutkj7QQOk

[3] I. B. Fidaner “Generalized Entropy Agglomeration,”
İngilizce makale: https://arxiv.org/abs/1708.02693
Yazılım sitesi:
https://fidaner.wordpress.com/science/rebus2/

[4] Tüm mümkün bölüntü entropilerinin grafiği evrensel bir sabit oluşturur, bu grafiği doktoram sırasında keşfettim. Her mümkün öğe sayısı n (x ekseni) için [0, log(n)] menzilini (y ekseni) şekilde görebilirsiniz. Kırmızı çizgilerin her birisi (1) sisteme bir öğe eklendiğinde sağa doğru, (2) sistemden bir öğe eksiltildiğinde sola doğru katedilir.

codtree_12

Ayrıca bkz.

https://yersizseyler.wordpress.com/2017/05/30/ilgililikilgisizlik-olcusu-olarak-entropi/

1 Comment

Filed under çeviri, bilim

One response to “Etkileşimlerde Enformasyon Karmaşıklığı — Dr. Işık Barış Fidaner

  1. Pingback: Hayat hayattır — çeviri derlemesi | YERSİZ ŞEYLER