Herman Geuvers: in de basis heel simpel

Informatica gaat over menselijke artefacten: een computer programma, een database, een besturingssysteem, een communicatie protocol. Deze artefacten worden geacht iets te betekenen of te doen in onze dagelijkse realiteit: een programma moet een lijst sorteren, een database moet onze ledenadministratie bijhouden, met een besturingssysteem moeten we programma's kunnen opstarten en een communicatie protocol moet ons internet verkeer afhandelen.

Het verrassende is dat al deze artefacten in de basis heel simpel zijn: een programmeertaal bestaat uit een beperkt aantal basisconstructies, en hetzelfde geldt voor een besturingssysteem en een database. Toch kunnen we met deze simpele basisconstructies ongelooflijk complexe dingen doen. Het lijkt alsof we, doordat de basis zo eenvoudig is, volledig grip hebben op de situatie, maar door de ongelooflijke complexiteit gedraagt een computer systeem zich toch meer als een organisch systeem waaraan we observaties kunnen doen, maar dat we nooit helemaal overzien. Toch hebben we wel veel invloed op onze computersystemen: we kunnen zo een paar regels code veranderen, waardoor het gedrag volledig verandert.

Dit is wat mij fascineert aan informatica: dat je met een paar simpele basisconstructies zeer complexe systemen kunt maken, zowel complex in de zin dat ze ingewikkelde taken kunnen uitvoeren als complex in de zin dat de systemen niet meer te beheersen zijn. Om deze laatste vorm van complexiteit het hoofd te bieden is de computer ook onze vriend: computerprogramma's helpen ons een weg te vinden in de hoeveelheid van data en de complexiteit beheersbaar te houden.

Fascinaties in het onderzoek:

• In informaticaonderzoek fascineert mij ten eerste de basis. Hoe kunnen we de basisconcepten en constructies precies vastleggen? Hiervoor gebruiken we technieken uit de wiskunde en de logica. Het precies vastleggen helpt in het beheersbaar maken: het bestrijdt de ambiguiteit en verheldert de constructies.
• Het mooie is dat we de wiskundige en logische technieken weer kunnen implementeren op een computer en er mee kunnen rekenen en redeneren. Dan gebruiken we dus de computer weer als gereedschap om de complexiteit (die deels voortkomt uit het gebruik van de computers zelf) te beheersen.
• Bewijsassistenten zijn heel speciale computerprogramma's waarmee we wiskunde kunnen formaliseren op een computer. Dit geeft een zeer hoge graad van betrouwbaarheid: de computer verifieert onze redeneringen, maar het mooie hieraan is ook dat we een systeem hebben waarin redeneren en berekenen met elkaar gecombineerd worden.
• De grondslagen van de wiskunde worden meestal beschreven met behulp van logica en verzamelingen. Maar _berekening_ is een minstens zo fundamenteel concept, in de informatica, maar ook in de wiskunde zelf. Er zijn veel verschillende modellen voor berekeningen. De begrippen 'berekening' en 'berekenbaarheid' fascineren mij en ik wil ze beter begrijpen.