Το διάστημα των σχεδόν πενήντα χρόνων συμβολής του Δημήτρη Μπερτσεκά σε τομείς όπως η θεωρία βελτιστοποίησης, τα δίκτυα δεδομένων, ο δυναμικός προγραμματισμός και οι μεγάλης κλίμακας υπολογισμοί αποδεικνύονται σχεδόν αδύνατο να μετρηθούν. Τα 15 βιβλία του χρειάζονται πολύ χρόνο για να συνοψιστούν, αλλά μερικές λέξεις καταγράφουν την ικανότητα και το πάθος του: η γλώσσα των μαθηματικών. «Μεταφράζει» και «διατυπώνει» και «εκφράζει» πολύπλοκα προβλήματα σε μια γλώσσα κανόνων και αριθμών.

Ο Δημήτρης Παντελής Μπερτσεκάς είναι καθηγητής εφαρμοσμένων μαθηματικών, ηλεκτρολόγος μηχανικός, επιστήμονας υπολογιστών και καθηγητής στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Επιστήμης Υπολογιστών της Σχολής Μηχανικών του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης.

Γεννήθηκε στην Ελλάδα, όπου και έζησε την παιδική του ηλικία, σπούδασε για πέντε χρόνια στο Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο της Αθήνας και, για περίπου ενάμισι χρόνο, στο George Washington University, ενώ παράλληλα εργαζόταν ως μηχανικός ερευνών. Το 1969, έλαβε το πτυχίο Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και, δύο χρόνια αργότερα, το διδακτορικό του δίπλωμα στην επιστήμη του συστήματος από το ΜΙΤ.

Εκεί, έγινε μάρτυρας μιας μετάβασης από ένα στενό σημείο εστίασης επάνω στη θεωρία ελέγχου σε μια πολύ ευρύτερη εστίαση στην ανάλυση συστημάτων και το σύνολο εφαρμογών του, οι οποίες περιελάμβαναν δίκτυα δεδομένων και συστήματα ισχύος, επικοινωνίας και μεταφοράς. Ήταν μια εποχή κατά την οποία ο υπολογισμός ήταν πρωτόγονος. Καθώς ο κος Μπερτσεκάς σκέφτεται πίσω σε εκείνον τον καιρό, λέει «Εκείνη την εποχή, ένας υπολογιστής είχε 64.000 bits μνήμης -δηλαδή 64 kilobits, όχι megabits, όχι gigabits όπως έχουμε τώρα. Η ιδέα της μετακίνησης μηνυμάτων μεταξύ των υπολογιστών με αυτές τις δυνατότητες ήταν εκτός φαντασίας». Αν και δεν είχε προβλέψει ποτέ την πολυπλοκότητα των σημερινών δικτύων, ήταν πάντα σε θέση να δει την υποκείμενη μαθηματική δομή τους.

Προτού ξεκινήσει να εργάζεται στο MIT, το 1979, δίδαξε για τρία χρόνια στο Τμήμα Μηχανικών-Οικονομικών Συστημάτων του Πανεπιστημίου Stanford. Εκεί, γνώρισε τη μεγαλύτερη πνευματική του επιρροή, τον μαθηματικό επιστήμονα David Luenberger, ο οποίος ήταν ένας από τους πρώτους πρωτοπόρους της σύγχρονης βελτιστοποίησης. Ο τότε αναδυόμενος τομέας προϋποθέτει τη λήψη αποφάσεων με τον όσο το δυνατόν πιθανότερο τρόπο απέναντι στην αβεβαιότητα, όπως ο υπολογισμός της πιο προσοδοφόρας επένδυσης.

«Ήταν ένα εξωτικό πεδίο όταν άρχισα και τώρα, η βελτιστοποίηση διαπερνά σχεδόν κάθε ποσοτικό πεδίο. Έχει γίνει η επιλογή της προσέγγισης στη διατύπωση προβλημάτων». Από τότε, χρησιμοποίησε τη γλώσσα των μαθηματικών για να δημιουργήσει υπολογιστικούς αλγορίθμους που περιλαμβάνουν προσεγγίσεις ή προσπαθεί να προσεγγίσει όλο και από πιο κοντά μια λύση αρκετά γρήγορα.

Ο σχεδιασμός αλγορίθμου βελτιστοποίησης, καθώς και μια συμπτωματική καταιγίδα, έφεραν τον καθηγητή σε μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις και τις έντονες αναμνήσεις του. Ήταν μια νύχτα στα τέλη της δεκαετίας του 1970, όταν ζούσε στο Ιλλινόις, κατά τη διάρκεια της δεύτερης επαγγελματικής του θέσης στο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του Ιλλινόις στην Urbana-Champaign. Μια αμείλικτη καταιγίδα πλημμύρισε το υπόγειο του, αναγκάζοντας τον να αδειάζει το δωμάτιο με κουβά για ώρες. Μεταξύ των γεμάτων κουβάδων, ο Δημήτρης Μπερτσεκάς κάθισε σε ένα μικρό γραφείο και προσπάθησε να λύσει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα βελτιστοποίησης. Αλλά δεν είχε ούτε ένα βιβλίο για να συμβουλευτεί.

«Έτσι αποφάσισα ότι θα ξεκινούσα από τις πρώτες αρχές, η επίλυση του προβλήματος όπως θα το έλυνε και κάποιος χωρίς εξειδίκευση». Ήταν εκεί, στο υγρό υπόγειο, με ένα μολύβι και χαρτί, που σκέφτηκε τους «αλγόριθμους δημοπρασίας» ένα εντελώς νέο σύνολο προσεγγίσεων για την επίλυση κλασικών προβλημάτων βελτιστοποίησης τόσο της θεωρητικής όσο και της πρακτικής φύσης.

Ένας αλγόριθμος είναι μια καλά καθορισμένη, βήμα προς βήμα διαδικασία για τους υπολογισμούς. Οι αλγόριθμοι δημοπρασίας του καθηγητή επιλύουν προβλήματα ροής δικτύου, μεταφοράς και ανάθεσης, τα οποία αποτελούν θεμελιώδη προβλήματα βελτιστοποίησης που περιλαμβάνουν παράγοντες και καθήκοντα που πρέπει να διανεμηθούν μεταξύ των παραγόντων με τρόπο που ελαχιστοποιεί το κόστος κάθε εργασίας.

Οι αλγόριθμοι δημοπρασίας παρέχουν έναν διαισθητικό τρόπο επίλυσης τέτοιων προβλημάτων επειδή, όπως έγραψε κάποτε, «έμοιαζαν στην καθημερινή εμπειρία». Καθώς καθόταν στο υπόγειο του, σκέφτηκε έξω από τα όρια της θεωρητικής λογοτεχνίας και παρήγαγε έναν αλγόριθμο που λειτουργεί όπως μια πραγματική δημοπρασία, όπου οι άνθρωποι κάνουν ανταγωνιστικές προσφορές για να φτάσουν τις καλύτερες προσφορές. Αυτές οι μέθοδοι λύνουν τα προβλήματα βελτιστοποίησης τύπου δικτύου γρήγορα, και σύντομα έγιναν βασικά στον τομέα. «Αν είχα βιβλία γύρω μου, αυτή η ιδέα δε θα είχε φτάσει σε μένα. Ήταν μια σημαντική ανακάλυψη και συνέβη κάτω από τις πιο απρόβλεπτες συνθήκες».

Το 1979, όταν ο κος Μπερτσεκάς δημοσίευσε τον πρώτο του αλγόριθμο δημοπρασίας, ξεκίνησε την καριέρα του στο Εργαστήριο Πληροφοριών και Συστημάτων Λήψης (LIDS) του MIT, όπου εξακολουθεί να εργάζεται ως McAfee Professor of Engineering. Σύντομα ήρθε σε στενή συνεργασία με τον Robert Gallager του MIT, ο οποίος στη συνέχεια έκανε μια εναλλαγή από την κωδικοποίηση πληροφοριών σε δίκτυα επικοινωνιών δεδομένων, ουσιαστικά τον πρόγονο του Διαδικτύου. Ο χώρος αυτός πρόσφερε στον καθηγητή πολλές ευκαιρίες να μεταφράσει πρακτικά προβλήματα στη γλώσσα των μαθηματικών και να εφαρμόσει τη θεωρία βελτιστοποίησης. Παρείχε, επίσης, γόνιμο έδαφος για την ανάπτυξη νέων υπολογιστικών μοντέλων που βασίζονται σε κατανεμημένους υπολογιστές μεγάλης κλίμακας.

Ακόμη και όταν χρησιμοποιεί τη γλώσσα των μαθηματικών για να εκφράσει αφηρημένες ιδέες, συχνά ασχολείται με αυτό σε ένα κυριολεκτικό επίπεδο. «Έχω ένα είδος παθολογίας που ελάχιστοι άνθρωποι έχουν», λέει, «Γράφω πολλά βιβλία». Οι 16 τόμοι, αρκετοί από τους οποίους έχουν επιρροή σε εγχειρίδια, του έδωσαν άφθονες ευκαιρίες να αναπτύξει μια πολύ συγκεκριμένη προοπτική για τη μαθηματική γραφή, την οποία σημειώνει δεν είναι η ίδια με την εκθεσιακή γραφή ή οποιαδήποτε άλλη μορφή γραπτής γλώσσας.

Το γράψιμο για τον Δημήτρη Μπερτσεκά αποτελείται από δύο γραπτές γλώσσες, τα αγγλικά και τα μαθηματικά. «Τα αγγλικά είναι πλούσια και διφορούμενα, ενώ η μαθηματική γραφή είναι περιεκτική και πρέπει πάντα να είναι ξεκάθαρη». Και ενώ το εκθεσιακό και δημιουργικό γράψιμο χρειάζεται ενθουσιασμό και διαφορετικά στυλ φράσης, «στη μαθηματική γραφή, θέλεις να κάνεις το ενδιαφέρον σημείο να ξεχωρίζει και οτιδήποτε άλλο βαρετό, ακόμα και επαναλαμβανόμενο», λέει.

Ένα τέτοιο στυλ σύνθεσης σέβεται το γεγονός ότι η γραφή μαθηματικών δε διαβάζεται ποτέ με ένα πέρασμα. Για να απορροφηθεί πραγματικά μια μαθηματική έννοια, κάποιος πρέπει να διαβάσει την ίδια ενότητα ξανά και ξανά, και τελικά να συνδέσει τα διαφορετικά μέρη μαζί. Ο ίδιος έχει δημιουργήσει μια κατευθυντήρια γραμμή, «Δέκα απλοί κανόνες για το μαθηματικό γράψιμο», που απευθύνεται σε φοιτητές που γράφουν εργασίες και διατριβές. Τα βιβλία και η διδασκαλία πηγαίνουν χέρι-χέρι στην ερευνητική ζωή του. Στην πραγματικότητα, βασίζονται το ένα στο άλλο. «Δε θα ήμουν σε θέση να γράφω βιβλία χωρίς διδασκαλία, επειδή τα βιβλία αναπτύσσονται από σημειώσεις τάξεων, τα οποία τείνουν να ακολουθούν νέα ερευνητικά ερωτήματα».

Ο Δημήτρης Μπερτσεκάς κοιτάζει συχνά τον κόσμο μέσα από το φακό της φωτογραφικής μηχανής. Λέει ότι η μαθηματική έρευνα και η καλλιτεχνική φωτογραφία μπορεί να φαίνονται εντελώς διαφορετικές, αλλά και οι δύο πράγματι μοιράζονται τον κίνδυνο που συνεπάγεται η προσπάθεια να ξεπεράσουμε τις καθιερωμένες περιοχές σε ανεξερεύνητη περιοχή. «Δεν ξέρετε τι ψάχνετε τη στιγμή που το ψάχνετε», έχει πει. Με τα χρόνια έχει δημιουργήσει ένα μεγάλο χαρτοφυλάκιο ταξιδιωτικής φωτογραφίας εμπνευσμένο από το λαμπερό ηλιακό φως στην Ελλάδα, τους δραματικούς σχηματισμούς βράχων στην κοιλάδα της θάλασσας της Καλιφόρνιας και τη μυστηριώδη πράσινη ομίχλη των ποταμών και των βουνών της Κίνας.

Φωτογραφία Δημήτρη Μπερτσέκα

Ο Δημήτρης Μπερτσεκάς είναι πλέον μεταξύ των κορυφαίων 100 πιο αναφερόμενων συγγραφέων της πληροφορικής στην ακαδημαϊκή βάση δεδομένων της μηχανής αναζήτησης CiteSeer και στην ψηφιακή βιβλιοθήκη. Το 1995, ίδρυσε μια εκδοτική εταιρεία, την Athena Scientific, η οποία μεταξύ άλλων δημοσιεύει τα περισσότερα από τα βιβλία του.

Έχει βραβευτεί με το Βραβείο INFORMS 1997 για την ερευνητική αριστεία στην διεπαφή μεταξύ επιχειρησιακής έρευνας και πληροφορικής για το βιβλίο του «Νευρο-Δυναμικός Προγραμματισμός» (συν-συγγραφέας με τον Γιάννη Τσιτσικλή), με το Εεθνικό Βραβείο Εξαίρετης Εφαρμοσμένης Επιχειρησιακής Έρευνας (2000) και το Βραβείο Εκπαίδευσης ACC John R. Ragazzini του 2001 για εξαιρετικές συνεισφορές στην εκπαίδευση. Το 2001, εξελέγη στην Αμερικανική Εθνική Ακαδημία Μηχανικών για την πρωτοποριακή του συνεισφορά στη θεμελιώδη έρευνα, πρακτική και εκπαίδευση της θεωρίας βελτιστοποίησης / ελέγχου και ιδιαίτερα της εφαρμογής της στα δίκτυα επικοινωνίας δεδομένων.

Το 2009, του απονεμήθηκε το Βραβείο Exorphic Writing Award για την ικανότητά του να «επικοινωνεί με ασυνήθιστη σαφήνεια τις δύσκολες μαθηματικές έννοιες και να προσεγγίζει ευρύ κοινό σε πολλούς κλάδους». Το 2014, έλαβε το Bellman Control Heritage Award από την American Automatic Control Council, το βραβείο Khachiyan για επιτεύγματα ζωής στον τομέα της βελτιστοποίησης από την εταιρεία βελτιστοποίησης INFORMS, το βραβείο Dantzig 2015 από τη SIAM και την εταιρεία Mathematical Optimization και το 2018 INFORMS John von Neumann Teorie Prize.