کد خبر: ۱۷۵۸۸۰

تاریخ: ۱۴ بهمن ۱۴۰۴ - ۰۹:۳۰

از خانه کوچک توحید تا عرشه جهانی ارتباطات؛

روایت زندگی مخترع کد «رپتور»

محمدامین شکراللهی، برگزیده دومین دوره جایزه مصطفی (ص) که با تلفیق نظریه اعداد و علم کدگذاری انقلابی در حوزه ارتباطات دیجیتال ایجاد کرده است، در یک روایت به بازگویی زندگی شخصی خود می پردازد.

استاد محمدامین شکراللهی به‌عنوان مخترع «کد رپتور» شناخته می‌شود. او در سال ۲۰۰۱ این الگوریتم کدگذاری را ابداع کرد. کد رپتور به‌عنوان روشی نوین در کدگذاری با قابلیت تنظیم و بازیابی خطا، در حوزه‌های مختلفی از جمله ارتباطات بی‌سیم، انتقال داده و فشرده‌سازی اطلاعات کاربرد گسترده‌ای یافته است. این دستاورد علمی بزرگ، شهرت و اعتبار جهانی را برای استاد شکراللهی به همراه داشته و تأثیر قابل‌توجهی بر صنعت ارتباطات گذاشته است. وی در سال ۱۳۹۶ به‌دلیل اختراع کد رپتور، به‌عنوان برگزیده جایزه مصطفی (ص) معرفی شد.

محمدامین شکراللهی، برگزیده دومین دوره جایزه مصطفی (ص)، در گفت‌وگو با خبرنگار مهر با اشاره به علاقه‌مندی خود به رشته ریاضی که ریشه در آموزش‌های خانوادگی و سال‌های ابتدایی زندگی‌اش داشته است، به تشریح مسیر تحصیلی خود در آلمان پرداخت و از پیوند آموخته‌های علمی‌اش با صنعت و کارآفرینی در کشورهای مختلف، از جمله آمریکا و سوئیس، سخن گفت.

این مصاحبه که در دو بخش تنظیم شده، در بخش اول به زندگی و زمانه شکراللهی از نخستین‌ روزها و در بخش دوم به دستاوردهای علمی او می‌پردازد.

زندگی در خانه ای کوچک در میدان توحید و آموزش ریاضی در ۵ سالگی

شکراللهی ابتدا درباره دوران کودکی خود توضیح داد و گفت: کل خانواده ما شامل دو خواهر بزرگ‌تر از من و دو برادر کوچک‌تر از من و دایی‌ها و پدربزرگ و مادربزرگ، در خانه کوچکی نزدیک میدان توحید زندگی می‌کردیم. یکی از دایی‌های من دانشگاه صنعتی شریف ریاضی می‌خواند و دایی دیگر درس می‌داد. آنها از پنج سالگی به من ریاضیات و مباحثی؛ مانند تئوری مجموعه‌ها، لگاریتم و تئوری هندسه را آموزش دادند. دایی‌ من معتقد بود هندسه اصل ریاضی است. یکی دیگر از نکات خوب خانواده این بود که خواهرهای بزرگ‌تر من مدرسه می‌رفتند و منهم دوست داشتم مدرسه بروم. وسع خانواده‌ ما خیلی پایین بود و این خانواده متوجه شده بود علم می‌تواند زندگی ما را بهتر کند. مادر، دایی‌ها و پدر این تصمیم را داشتند و عملی کردند.

خواهر و برادرهایم در شریف درس خواندند

برگزیده دومین دوره جایزه مصطفی (ص) افزود: خواهر بزرگترم هم ریاضی خواند، بعد ولی بعد به رشته حسابداری رفت. خواهر دوم در رشته مهندسی صنایع در دانشگاه صنعتی شریف تحصیل کرد. برادر کوچک‌تر از من در دانشگاه شریف مهندسی برق خواند و بعد می‌خواست ریاضی بخواند، بعداً هم در رشته ریاضی دکترا گرفت. بعد برادر کوچیک‌تر مهندسی مکانیک خواند و در کشتی‌سازی و نفت کار می‌کرد. او هم به ریاضی علاقه‌مند است. هرکسی علاقه شخصی خود را دنبال کرد. دایی‌ ما که به‌تازگی هشتاد و چهارساله شده، هنوز نسل‌های جدید را آموزش می‌دهد.

در ۹ سالگی به مدرسه آلمانی رفتم/ریاضی-فیزیک همیشه برایم جالب بود

این دانشمند ریاضی در ادامه بیان کرد: من پنج سالگی به مدرسه تیزهوشان رفتم و وقتی کلاس چهارم را تمام کردم و نه‌ساله بودم، مادرم یک آگهی در روزنامه از مدرسه آلمانی تهران دید. چون پدر من در شرکت بایر کارگر بود، مقداری با آلمان آشنا شده بودیم. بعد از کلاس چهارم، امتحان ورودی داشتیم. مدرسه آلمانی تهران امتحان جالبی داشت که حدودا چهار ساعت طول کشید. افرادی که قبول شدند، کلاس پنجم را در مدرسه آلمانی تهران خواندند. مدارس آلمانی آن زمان با حالا فرق داشت؛ بعد از کلاس پنجم یک امتحان نهایی بود و دانش‌آموز می‌توانست وارد دوره راهنمایی شود. این مدرسه آلمانی تهران برای ما تسهیلاتی قائل شد که کلاس پنجم را مثل یک دبستان فارسی بخوانیم و با تمام دروس در کنارش، برنامه فشرده آلمانی هم داشتیم که زبان آلمانی یاد بگیریم. بعد از این دوره به کلاس ششم رفتیم و ریاضی و دروس پایه برای من آلمانی شد. ادبیات، تاریخ، تاریخ ایران، تعلیمات دینی و غیره هنوز به فارسی تدریس می‌شد، ولی بقیه دروس آلمانی بود. من هم علاقه زیاد به ریاضی-فیزیک داشتم، ولی امکان تغییر گرایش نبود. همه چیزها را باید می‌خواندیم، ریاضی-فیزیک همیشه برای من خیلی مهم و جالب بود. برعکس زیست‌شناسی، اصلاً بلد نبودم.

وی با اشاره به اینکه سیستم دبیرستانی آلمان آن زمان ۱۳ سال بود و بعد دانش‌آموزان امتحان نهایی می‌دادند و دیپلم می‌گرفتند، در ادامه توضیح داد: من کلاس نهم و دهم را همزمان خواندم و بعد کلاس یازدهم رفتم. ما دومین دسته از دانش‌آموزان ایرانی بودیم که با امتحان وارد مدرسه آلمانی شده بودند و من با این جهش به دسته اول اضافه شدم و دو سال از بقیه کوچکتر بودم. کلاس یازدهم که بودیم، انقلاب شد، بعد از انقلاب، هنوز کلاس دوازدهم و مدرسه آلمانی بودیم. بعد دولت ایران گفت ما قبول نداریم دانش‌آموزان ایرانی در مدرسه آلمانی درس بخوانند و به ما پیشنهاد دادند کلاس دوازدهم را دوباره تکرار کنیم و دیپلم ایرانی بگیریم. ما نمی‌پذیرفتیم. مطرح شد برویم آلمان و کلاس سیزدهم را تمام کنیم و برگردیم ایران. دوستان هم‌دوره‌ای من که هجده ساله‌ شده بودند، مشمول بودند ولی من هنوز مشمول نبودم. آن زمان مرحوم دکتر سیدمحمد بهشتی آلمانی‌ها را می‌شناختند و با سفارت تماس گرفتند و آنها پذیرفتند دانش‌آموزان با وثیقه بروند. ما ۳۱ شهریور ۱۳۵۹ دقیقا روز حمله عراق به ایران رفتیم. پرواز طولانی و ارزان هم گرفته بودیم. ۱۱ ساعت در راه بودیم. بعد که رسیدیم، و فهمیدیم به تهران حمله شده است، با سختی به خانواده‌ها خبر دادیم. کلاس سیزدهم را هم تمام کردیم و بعد وارد دانشگاه شدیم.

بورسیه در آلمان/آنها هم گفتند ریاضی بخوان

برگزیده دومین دوره جایزه مصطفی (ص) در ادامه ضمن بیان این مطلب که او قصد داشته معافیت تحصیلی بگیرد اما دولت گفته بود رشته‌های فنی یا پزشکی را فقط قبول دارد،گفت: من هم کتاب رشته‌ها را باز کردم، اولین رشته فنی که دیدم با B شروع می‌شد، به زبان آلمانی می‌شد مهندسی راه و ساختمان و تصمیم گرفتم این رشته را بخوانم. سال اول چون ریاضی دانشگاهی را بلد بودم به دانشگاه اعلام کردم می‌توانید امتحان ریاضی یک و دو را همان اول از من بگیرید. تا این زمان من بورس از دولت آلمان گرفته بودم. امتحان دادم و یک سال هم درس خواندم. سازمان بورس آلمان هر سال مصاحبه‌ای با دانشجویی بورسیه می‌کرد تا وضعیت را بسنجد، وقتی متوجه شدند من درس ریاضی را بدون کلاس گذرانده‌ام، پرسیدند چرا ریاضی نمی‌خوانی؟ گفتم معافیت تحصیلی نمی‌توانم بگیرم. پرسیدند واقعاً با رشته راه و ساختمان معافیت تحصیلی گرفته‌ای؟ گفتم که نگرفتم. آنها هم گفتند پس ریاضی بخوان. معافیت تحصیلی را هم بعد سه سال گرفتم و آمدم ایران. آن زمان هجده‌ساله بودم، بعد نوزده‌سالگی آمدم.

اصلا استاد رهنما نداشتم و خودم تحقیقات را انجام دادم

شکراللهی درباره تحصیلات خود در دانشگاه نیز توضیح داد و گفت: من اول دانشگاه کارلسروهه رفتم. چون شانزده‌ساله بودم که به آلمان رفتم، قیم لازم داشتم، یکی از کارکنان شرکت بایر که می‌خواست به آلمان برگردد، گفت من قیم این آقا می‌شوم. بعد از گرفتن دیپلم، رفتم پیش قیم، دوستان دیگر هم دنبال من تا کارلسروهه آمدند و درس را شروع کردند. درس را که تمام کردیم، سوال این بود که برای دوره دکترا در کدام دانشگاه اقدام کنیم. یکی از استادهای کارلسروهه که من از کارش خوشم می‌آمد، رفت بُن و ما هم رفتیم و من دکترا گرفتم. ولی خودم کار کردم، اصلاً استاد راهنما نداشتم. خودم تحقیقات را انجام دادم و دکترا گرفتم.

وی با اشاره به علاقه مندی خود در ریاضیات محض در این باره توضیح داد و گفت: چیزی که خیلی علاقه داشتم، این بود که اولاً ریاضیات محض یاد بگیرم و از آن در صنعت استفاده کنم. ریاضیات کاربردی معمولا ریاضیات عددی را دربرمی‌گیرد، ولی من می‌خواستم ریاضیات محض را به ریاضیات کاربردی تبدیل کنم. مثلا یک نمونه کوچک این بود که من در زمان دانشجویی کار می‌کردم. یکی از کارهای من این بود که عدد اول بفروشم. چون سیستم رمزنگاری جدیدی به نام RSA بود که با عدد اول بسیار بزرگ کار می‌کنند و برخی خواص را دارد. یکی از استادان من در کارلسروهه، من را با کُدگذاری آشنا کرد. من با شرکت‌های مختلف در تماس بودم. این شرکت‌ها می‌خواستند عدد اول را با برخی خواص به آنها بفروشیم. این استاد به من یاد داد، چطور فاکتور برای شرکت‌ها بنویسم و این موضوع از آنجا شروع شد که چطور ریاضیات محض را در صنعت وارد کنیم. من به این موضوع علاقه‌مند شدم و کم‌کم رشته خودم را پیدا کردم.

به کدینگ و کدگذاری در ریاضیات علاقه مند شدم

به گفته شکراللهی چیزی که او علاقه داشته نظریه اعداد بوده است. او در این باره گفت: از طرف دیگر با کُدینگ آشنا و متوجه شدم نظریه جبری و کُدینگ وجود دارند. اول یاد گرفته بودم، بعد دیدم دو حوزه مختلف مورد علاقه‌ام، با هم ربط دارند. از آن طریق وارد علاقه شخصی خودم شدم که کاربرد زیادی در صنعت داشت. این که از جبری به کدینگ و کدگذاری برسم، از همان اوایل تحصیلات ریاضی اتفاق افتاد. چیزی نبود که استاد یا دکترا برای من مشخص کند. اوایل استادی داشتم که متاسفانه در سن نسبتا کم فوت کرد. اسمش دکتر بِت بود. متوجه شد علاقه و خواسته من چیست و خیلی علاقه پیدا کرد با من کار کند. برای من هم عجیب بود با من زیاد کار می‌کرد.

توانستیم نظریه اعداد را با نظریه کدگذاری ادغام کنیم

این دانشمند ریاضیات برای من در دانشگاه کارلسروهه دفتری درست کرد. یکی از سیستم‌ها را به من داد. کامپیوتر هر طوری خواستم بود، مرتب دسترسی داشتم، سوال می‌کردم، جواب می‌داد و من را هدایت کرد تا اولین مقاله علمی ام را بنویسم. این موضوع سال ۱۹۸۵ تا ۱۹۸۸ بود و من ۳ سال آنجا بودم. استاد دیگری هم در نظریه اعداد داشتم که متاسفانه فوت کرده است. ما توانستیم نظریه اعداد را با نظریه کدگذاری ادغام کنیم. دیدیم کدگذاری‌هایی بود و آقای بِت به من گفت: «شما با این اطلاعات نظریه عددی که دارید، می‌توانید توی این رشته کار کنید.» من هم ادامه دادم، برخی مسائلش را در پایان‌نامه فوق لیسانس حل کردم. بعد رفتم برای رساله دکتری و بقیه مسائل را حل کردم و از آن طرف هم در نظریه محاسبات استفاده کردم.

رفتن به آمریکا و بازگشتن به اروپا بعد از ماجرای ۱۱ سپتامبر

شکراللهی بیان کرد: من و همسر آلمانی ام در آمریکا سال ۱۹۹۷ ازدواج کردیم‌. دورانی که دانشگاه برکلی بودیم، بعد به لبس در نیوجرسی و بعد به کالیفرنیا برگشتیم. ماجرای ۱۱ سپتامبر ۲۰۰۱ رخ داد و جو آمریکا خوب نبود و رفتیم سوئیس که جای کاملا بی‌طرفی باشد. من در آمریکا لبس بودم، بعد رفتم شرکت دیجیتال فانتن به‌ عنوان چیپ ساینتیست (دانشمند حوزه تراشه) کار می‌کردم. بعد به اروپا برگشتیم و شب‌ها برای آن شرکت و در طول روز هم برای دانشگاه کار می‌کردم.

وی در پاسخ به این سوال که شما در آمریکا وارد شرکت دیجیتال فانتن شده بودید و بعدش با آنها همکاری نداشتید؟ گفت: بعد که برگشتم اروپا تا مدتی همکاری داشتم. سال ۲۰۰۹ که شرکت فروش رفت یک سال با شرکت جدید همکاری کردم و بعداز دو هفته که همکاری تمام شد، ایده‌های جدید به مغزم رسید برای شرکت کندو candoo و بعد کندو را راه انداختم.

کد طوفانی (tornado) چطور متولد شد؟

این دانشمند ایرانی در پاسخ به سوال دیگر مبنی بر اینکه قبل از اینکه وارد دیجیتال فانتن در برکلی بشوید، یک مسئله داشتند و شما آن را حل کردید؟ گفت: مسئله را در برکلی قبل از این که به دیجیتال فانتن برویم، با خود آقای لوبی و چند نفر دیگر حل کردیم و اسمش را کد طوفانی (tornado) گذاشتیم؛ البته گردباد بهتر است. وقتی دارید اشتباهات را تصحیح می‌کنید تا مدتی می‌بینید اتفاقی نیفتاده و هیچ کدام تصحیح نشدند، اما یک دفعه همه اینها تصحیح می‌شوند. مثل اینکه گردباد درست می‌شود و اطلاعی از آن ندارید و برای همین اسمش را گردباد گذاشتیم. خاصیت عجیبی بود که تا حالا ندیده بودیم. این را برای کانال‌های پاک‌شونده (erasure channel) طراحی کردیم. بعد برای کانال‌های پیچیده‌تر دیگر جلو بردیم. دو محقق دیگر در بل لبز (Bell Labs)، می‌خواستند این را برای کانال‌های خیلی پیچیده‌تر جلو ببرند. کارهای خوبی انجام داده بودند و وقتی من آمدم، گفتند می‌توانی با ما همکاری کنی که این طرح را جلو ببریم و ایده‌هایی که ما برای کدهای پاک‌شوندگی داشتیم باعث پیشرفت شد.

رفتن به دانشگاه موسسه فناوری فدرال سوئیس و تحقیق بر روی کدهای «رپتور»

شکراللهی اضافه کرد: بعد از این من به دانشگاه موسسه فناوری فدرال سوئیس در لوزان یا ای‌پی‌اف‌ال/ EPFL در سوئیس رفتم، هنوز روی رپتور کار می‌کردیم. ورژن های مختلف درست می‌کردیم که سرعت این کد را بالاتر و احتمال خطا را پایین‌تر بیاوریم، تا سال ۲۰۰۹ و شرکت به کوالکام فروخته شد و طبق قرارداد من یک سال باید برای کوالکام کار می‌کردم. بعد هم به ورژن یا نسخه ۱۲ (اگر اشتباه نکنم، آخرین ورژنی که درست کردیم) رپتور رسیدیم که استفاده می‌شود. بعد از دو هفته که قرارداد من با کوالکام تموم شد، ایده‌های جدید شرکت کندو به ذهنم رسید. کارهای تحقیقاتی را خوب انجام می‌دادم، ولی علاقه‌ام بیشتر این بود که مسئله‌ای را حل کنم که در صنعت هم مهم باشد.

برای من خیلی مهم بود کدهای رپتور در صنعت استفاده شود

وی درباره حس و حال دریافت جایزه مصطفی (ص) گفت: من نسبت به بقیه مثلا آقای عمر یاغی که در سال ۲۰۲۵ جایزه نوبل را گرفته است، کارهای کمتری کرده‌ام. ولی به هرحال کار کوچکی انجام داده‌ام. من زیاد اعتقاد ندارم کاری که کردم باید با جایزه‌ای از آن تقدیر شود. مهم این است که از دستاورد من استفاده شود. کدهای رپتور برای من خیلی مهم بود که در صنعت استفاده شود. دریافت این جوایز مهم است؛ ولی من معمولا بیشتر به آینده نگاه می‌کنم تا گذشته. مسلما برای خانواده‌ام مهم بود موفقیت من را ببینند؛ چون آلمان و آمریکا نبودند که کارهای من را ببینند. اخیرا که ایران بودیم، همسرم می‌خواست مجسمه من را در پارک فناوری پردیس ببیند، رفتیم پارک فناوری پردیس و گفتم آمدم مجسمه‌ام را ببینم. ما را راه دادند. همسرم خیلی علاقه‌مند بود. عکس گرفت و از طریق فضای مجازی برای همه خانواده و دوستانش فرستاد.

یک توصیه به کسانی که ریاضیات می خوانند

شکراللهی در پاسخ به این سوال که برای کسانی که واقعا ریاضیات می‌خوانند، چه جمله‌ای می‌توانید بگویید، برای اینکه نگاه آنها را به محض بودن ریاضیات تغییر بدهند و یادآوری کنید با صنعت همین حالا هم پیوند خورده‌اید، گفت: این موضوع بستگی به علایق شخصی فرد دارد. خیلی‌ افراد ریاضی محض را به دلیل ریاضیات محض بودن دوست دارند. اگر قصد دارند از طریق ریاضیات محض وارد صنعت شوند، باید آمادگی داشته باشند تمام چیزهایی را که خوانده‌اند، کنار بگذارند و دوباره تبدیل به دانش‌آموزی شوند که چیزهای جدید را یاد بگیرند. من به همکاران شرکت می‌گویم باید از ناحیه امن خود خارج شوید. اگر بخواهید ناحیه امن بمانید، رتبه شما هم در کار و فناوری ثابت می‌ماند.