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用纸笔计算让火箭起飞,这群女孩创造了历史

用纸笔计算让火箭起飞,这群女孩创造了历史

科学
1953年,JPL的计算员们。图片来源:NASA/JPL-加州理工
如今说起程序员,人们想到的往往是一个男性形象,然而英语中的“计算机”(computer)一词最初指涉的其实是一群女孩。在20世纪四五十年代,她们用纸笔计算,将美国的第一批航天器送上太空。
从计算火箭燃料的配方,到发射“徘徊者”和“勘测者”号探测器,为“阿波罗”飞船登月寻找合适的着陆地点,这些任务的完成都少不了喷气推进实验室(JPL)这群女计算员的功劳。有史以来飞得最远的人造物体“旅行者1号”上内置了不到40KB的程序,这些代码就是她们用纸笔书写的。
这就是娜塔莉亚·霍尔特(Natalia Holt)在《让火箭起飞的女孩》一书里讲述的故事。半个世纪的时间里,她们从计算员成长为程序员,再成为工程师和科学家;她们亲历并参与了航天工业和计算机科学的变迁,同时面对母亲、女性和科学家等多重身份的挑战。

  • 女计算员的诞生

回到20世纪初,随着第一波女性主义的浪潮席卷全球,女性第一次拥有了接受高等教育的机会。另一方面,二战时期的美国,许多男性被派往前线,这也为女性创造了就业空缺。尽管如此,当时对女性提供的职位不外乎教师、护士、秘书几类,而且她们一结婚就会被辞退。

在这样的背景下,进入大学学习理工科的女生已是少数,能够实现她们抱负的人就更少了,芭比·坎莱特(Barby Canright)就是幸运儿之一。在加州理工学院的校园里,芭比和丈夫理查德受朋友们的邀请,加入刚刚成立的加州理工学院古根海姆航空实验室(GALCIT)火箭研究计划。这个实验室就是JPL的前身,担任项目主任的是西奥多·冯·卡门(Theodore von Kármán)。

芭比和理查德的职位是计算员,负责将一个个参数代入方程,告诉工程师们火箭发动机在不同条件下的表现。她发现这份工作她做起来得心应手,唯一的烦恼是缺少女性朋友的陪伴——她和秘书是实验室里仅有的两位女性。

不久后,理查德升任工程师,但和他资历相同的芭比没有得到提拔。不过随着实验室的扩张,芭比身边有了更多的女同事。最终,在女主管梅茜·罗伯茨(Macie Roberts)的主导下,JPL组建起一支“娘子军”。这些女孩都热爱数学、工程,不满足于当时典型的“女性职业”,她们终于在这里找到了施展才华的舞台。

1955年,JPL的计算员们在工作。图片来源:NASA/JPL-加州理工

计算员的工作很受尊重,薪水丰厚,申请的男性非常多,但梅茜拒绝录用他们。这样做看起来不太公平,但是要知道,当时所有的工程师职位都拒绝录用女性。

  • 打破玻璃天花板

JPL在上世纪40年代起步时从事的是火箭研究,后来为美国军方研究导弹,冷战期间又转向航天探索。计算员们的工作也越来越繁重、困难。她们和工程师密切配合,一遍遍计算各种参数、飞行轨迹,挑战一个又一个航天任务。

随着第一批加入实验室的计算员步入婚姻、生儿育女,新的挑战也接踵而来。在上世纪60年代初的美国,几乎所有的适龄女性都会结婚,而孩子不满18岁的已婚女性里只有25%的人会去上班。但JPL有许多女计算员在生育后回到了工作岗位,这离不开女性高管们的支持。她们欢迎已婚已育的计算员们回到职场,并为妈妈们提供灵活工作时间等支持。一些计算员的丈夫也用行动支持性别平等,积极分担家务,支持妻子的工作。他们有的负责换尿布、接送孩子,有的选择上夜班,以便和上白班的妻子轮流照顾孩子。

与此同时,计算员们还面临着一个有力的“竞争对手”,那就是飞速发展的计算机。在实验室刚刚成立时,计算员们主要用纸笔计算,她们会拿着写有计算结果的笔记本一路小跑,送到试验井里正在点火的火箭旁边。实验室配置了一台弗莱登(Friden)计算器,但它只能做加减乘除。到上世纪50年代末,实验室引进了IBM 701、宝来公司(Burroughs)的E101等计算设备,但它们操作繁琐,还经常崩溃。

1959年,计算员在用IBM 704跟踪登月任务,图中的卡片是用于编程的打孔卡。这时候的计算机运算速度和准确性还未完全超越人类计算员。图片来源:NASA/JPL-加州理工
进入上世纪60年代后,IBM计算机的性能大幅提升,开始和人类员工争夺工作机会。美国航空航天局(NASA)其他下属实验室的女计算员被大量解雇,美国的电话接线员数量也在十多年间下降了43%。但是JPL跟上了时代,她们和IBM等机构保持密切合作,不断派出员工学习最新技术,并在内部开办编程课,带领整个团队转型成为第一代程序员。

渐渐地,“computer”一词的含义从计算员变成了计算机,女计算员们也终于正式走上工程师岗位。

  • 书写历史的女人

如今,第一批女计算员们都早已离开JPL,只有她们当年编写的代码仍在运行,服务于导航系统、气候研究和“好奇号”火星车。最后一个离开的是苏珊·芬利(Susan Finley),她在JPL工作了58年,一直坚守到2016年7月,要将她参与研发的最后一艘飞船“朱诺号”送进木星轨道。

《让火箭起飞的女孩》是一个关于成长的故事,它不仅讲述了计算员们的职业生涯,还讲述了JPL的发展、技术与政治的博弈、美国航天发展的历程和现代计算机的起步。我们还能在书中读到冯·卡门、理查德·费曼和钱学森这些耳熟能详的名字,了解航天史上的大小事件,比如NASA执行发射任务时为什么要吃花生。

在这样的历史中寻找女性的名字一度非常困难。直到今天,理工科领域的女性也仍然常常要面对“女孩子不适合读理科”“你为什么还没结婚”之类的不友好言论。但《让火箭起飞的女孩》提醒我们,女性曾经书写了历史,今后还会创造未来。

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