Aplikacja pogodowa to sprytne narzędzie, które przewiduje twoją meteorologiczną przyszłość, obliczoną na podstawie siły radaru, algorytmów i satelitów na całym świecie. Obecnie komputerowe prognozy pogody - takie jak ruchome zdjęcia lub loty samolotem - są tak powszechne, że użytkownicy smartfonów nie zastanawiają się nad tym. Ale w połowie stulecia pomysł, że możesz być w stanie przewidzieć pogodę na dni lub nawet tygodnie przed nami, był kuszącą perspektywą.
powiązana zawartość
- Kobieta, która stała między Ameryką a pokoleniem „Talidomidów”
- Ta feministyczna psycholog, zmieniła się w gwiazdę rocka, prowadziła pełne życie oporu
- Pani naukowiec zdefiniowała efekt cieplarniany, ale nie dostała uznania, ponieważ seksizm
Jeden z najważniejszych przełomów w prognozowaniu pogody miał miejsce wiosną 1950 r. Podczas eksperymentu w Aberdeen Proving Ground w Maryland. Przez ponad miesiąc zespół naukowców i operatorów komputerów niestrudzenie pracował nad tym, nad czym meteorolodzy pracowali od prawie stu lat: matematycznie prognozuje pogodę.
To było długo przed MacBookiem Air. Naukowcy korzystali z jednego z pierwszych komputerów, wyrafinowanej 150-metrowej maszyny o nazwie ENIAC, która została opracowana podczas ostatniej wojny światowej. Jeden z naukowców, George Platzman, opisał później skomplikowany, 16-etapowy proces, który powtarzali w kółko: sześć kroków dla ENIAC w celu wykonania obliczeń i 10 kroków w celu wprowadzenia instrukcji i zapisania wyników na kartach uderzeniowych. Drobne błędy zmusiły ich do przepracowania godzin - czasem dni - pracy. W jednej chwili kciuk operatora komputera utknął w maszynie, chwilowo wstrzymując operacje.
Ale pod koniec miesiąca zespół opracował dwie przełomowe 12-godzinne i cztery 24-godzinne prognozy (cóż, technicznie „prognozy”, ponieważ wykorzystywały dane z poprzednich burz). New York Times uznał ten projekt za „sposób na zniesienie zasłony z wcześniej nieujawnionych tajemnic związanych z nauką prognozowania pogody”. Korzyści dla rolnictwa, żeglugi, podróży lotniczych i innych branż „były oczywiste”, powiedzieli Timesowi eksperci pogodowi . Wyniki zespołu dowiodły, że prognozowanie komputerowe, będące podstawą współczesnych prognoz pogody, było możliwe.
Notatka z Weather Bureau głosiła, że „ci ludzie dokonali pierwszej udanej ... prognozy na komputerze”. W większości mieli rację. Tyle że nie byli to tylko mężczyźni. Wiele kobiet odegrało krytyczną rolę naukową w eksperymencie, za co w tamtym czasie nie zasłużyły ani wcale.
Dwaj operatorzy komputerowi, Ruth Lichterman (po lewej) i Marlyn Wescoff (po prawej), łączą prawą stronę ENIAC z nowym programem w erze sprzed von Neumanna. (Armia USA, za pośrednictwem obrazów historycznych komputerów ARL Technical Library) Pierwotni programiści ENIAC - Jean Bartik, Betty Holberton, Kathleen Antonelli, Marlyn Meltzer, Ruth Teitelbaum i Frances Spence - byli kobietami, które nauczyły się programować ogromną maszynę. Większość, jeśli nie wszyscy operatorzy komputerowi pracujący nad eksperymentem pogodowym z 1950 r. (Którym podziękowano w podziękowaniach za pracę za ich „pomoc w zakodowaniu problemu dla ENIAC i w przeprowadzaniu obliczeń”) również byli kobietami.
Jeszcze przed rozpoczęciem eksperymentu Norma Gilbarg, Ellen-Kristine Eliassen i Margaret Smagorinsky - pierwsza statystka zatrudniona przez Weather Bureau, która była żoną meteorologa i członka zespołu eksperymentalnego Josepha Smagorinsky'ego - spędziły setki godzin na ręcznym obliczaniu równań ENIAC trzeba obliczyć w pełnym eksperymencie. Zanim zmarła w 2011 r., Smagorinsky wspomniał w wywiadzie z historykiem nauki George'em Dysonem: „To była bardzo nużąca praca. Nasza trójka pracowała w bardzo małym pokoju i ciężko pracowaliśmy. ”
Ale być może największy pojedynczy wkład pochodzi od kobiety o imieniu Klara von Neumann.
Klara, znana pieszczotliwie jako Klari, urodziła się w zamożnej rodzinie żydowskiej w Budapeszcie na Węgrzech w 1911 roku. Po I wojnie światowej, w której Węgry sprzymierzyły się z Austrią, aby stać się jedną z wielkich potęg europejskich w wojnie, Klara uczestniczyła w angielskich internatach szkoła i został krajowym mistrzem łyżwiarstwa figurowego. Gdy była nastolatką, podczas szalonych lat 20. w Budapeszcie jej ojciec i dziadek urządzali imprezy i zapraszali najlepszych artystów i myślicieli tego dnia - w tym kobiety.
Klara wyszła za mąż za młodego, rozwiodła się i ponownie wyszła za mąż przed 25 rokiem życia. W 1937 r. Węgierski matematyk John von Neumann zaczął ją sądować. W tym czasie Von Neumann był również żonaty, ale jego rozwód był w toku (jego pierwsza żona, Mariette, zakochała się w uznanym fizyku JB Hornerze Kuperze, którzy obaj zostali pierwszymi pracownikami Longhaven's National Laboratory w Brookhaven ). W ciągu roku John i Klara pobrali się.
John był profesorem na Uniwersytecie Princeton, a gdy naziści zyskali siłę w Europie, Klara poszła za nim do USA. Pomimo posiadania wykształcenia w zakresie algebry i trygonometrii podzieliła zainteresowanie swoim nowym mężem liczbami i była w stanie zapewnić sobie praca wojenna w Princeton's Office of Population Research badająca trendy w populacji.
W tym czasie John stał się jednym z najsłynniejszych naukowców na świecie jako członek projektu Manhattan, obecnie znanego projektu badawczego rządu Stanów Zjednoczonych poświęconego budowie pierwszej bomby atomowej. Ze swoim silnym węgierskim akcentem i szeregiem dziwactw - kiedyś żartował z Alberta Einsteina, oferując mu jazdę na dworzec i wysyłając go w złym pociągu - później stał się inspiracją dla dr Strangelove'a Stanleya Kubricka . Podczas gdy Klara pozostała w tyle, pracując w pełnym wymiarze godzin w Princeton, John przeprowadził się do Los Alamos w Nowym Meksyku, przeprowadzając tysiące obliczeń niezbędnych do zbudowania pierwszej z tych broni masowego rażenia.
Jego praca zakończyła się śmiercią w 1945 r., Kiedy USA zrzuciły dwie bomby atomowe na Japonię, zabijając nawet 250 000 osób. Po wojnie John postanowił skierować swój matematyczny blask na spokojniejsze zastosowania. Pomyślał, że może wziąć ENIAC - nowy, potężny komputer, który został użyty po raz pierwszy do wykonania ważnych obliczeń prototypu bomby wodorowej - i wykorzystać go do poprawy prognozowania pogody.
Wykres serii operacji wymaganych do stworzenia pierwszych prognoz pogody, opisany później przez naukowca George'a Platzmana. (AMS Bulletin, © American Meteorological Society. Wykorzystano za zgodą.) Kiedy John zaczął realizować ten pomysł, nawiązując kontakt z najlepszymi meteorologami w USA i Norwegii, Klara przyjechała go odwiedzić w Los Alamos. Do tego czasu Klara stała się dość matematycznie biegła w swojej pracy w Princeton.
„Na długo przed ukończeniem [ENIAC] stałam się eksperymentalnym królikiem Johnny'ego”, powiedziała Dysonowi. „Było dużo zabawy. Nauczyłem się, jak tłumaczyć równania algebraiczne na formy liczbowe, które z kolei muszą być wprowadzane do języka maszynowego w kolejności, w której maszyna musi go obliczać, albo w sekwencji, albo w kółko, dopóki nie zakończy się na jednej części o problemie, a następnie zdecyduj, w jaki sposób, cokolwiek wydaje się właściwe, aby zrobić to dalej… Maszynie należałoby opowiedzieć całą historię, podając wszystkie instrukcje tego, co ma robić w raz, a potem wolno mu być samemu, dopóki nie zabraknie instrukcji. ”
Praca była trudna, zwłaszcza w porównaniu z nowoczesnym programowaniem komputerowym z takimi luksusami, jak wbudowana pamięć i systemy operacyjne. jednak Klara powiedziała, że uważa, że kodowanie to „bardzo zabawna i dość skomplikowana układanka”.
ENIAC został przeniesiony do Maryland w 1947 roku, gdzie dzięki inicjatywie Johna i Klary stał się jednym z pierwszych komputerów z programami przechowywanymi. Oznaczało to, że skomplikowane zestawy instrukcji informujących komputer o wykonywaniu różnych zadań mogą być przechowywane w kodzie binarnym na urządzeniu pamięci, a nie wprowadzane i ponownie wprowadzane ręcznie. Aby zainstalować ten nowy system, Klara przeszkoliła pięć osób, które pracowały nad Projektem Manhattan, do programowania ENIAC. Do tego czasu nikt oprócz von Neumannsa i młodego fizyka o nazwisku Nick Metropolis nie był dobrze obeznany z komputerem.
Przez 32 dni z rzędu zainstalowali nowy system sterowania, sprawdzili kod i uruchomili ENIAC dzień i noc. John napisał, że Klara „była bardzo zaniedbana po oblężeniu w Aberdeen, straciła 15 funtów i [miała] ogólne badanie lekarskie w szpitalu Princeton”.
Gdy grupa meteorologów - Platzman, Smagorinsky, Jule Charney, Ragnar Fjørtoft i John Freeman - pojawiła się na scenie na początku 1950 r., ENIAC działał w nowym trybie programu przechowywanego od ponad roku, co Platzman mówi „bardzo uprościło naszą pracę. ”Ci naukowcy spędzili ostatnie kilka lat na opracowywaniu równań reprezentujących różne dynamiki w atmosferze, które można wprowadzać do komputera. W liście Charney napisał:
Atmosfera jest instrumentem muzycznym, na którym można grać wiele melodii. Wysokie dźwięki to fale dźwiękowe, niskie dźwięki to długie fale bezwładnościowe, a natura jest muzykiem bardziej Beethovena niż Chopina.
ENIAC nie był idealny. Mógł wytwarzać tylko 400 multiplikacji na sekundę, tak wolno, że wytwarzał rytmiczne odgłosy przeszywania. Ale po ponad 24 godzinach pracy przez całą dobę zespół miał sześć cennych klejnotów: dwie 12-godzinne i cztery 24-godzinne prognozy retrospektywne.
Nie tylko były to pierwsze skomputeryzowane prognozy pogody, ale po raz pierwszy naukowcom udało się wykorzystać komputer do przeprowadzenia eksperymentu fizyki. Wywołało to zmianę myślenia akademickiego, zmniejszając podział na „czystą” matematykę i wykorzystanie matematyki do znaczących, rzeczywistych zastosowań. Od tego czasu Platzman odzwierciedlał to, ponieważ „żyjemy w czasach, w których cuda elektroniczne stały się powszechne, uodporniliśmy się na wszelkie uczucie podziwu i zdumienia” na rzeczy, które były „dosłownie niewiarygodne” zaledwie kilka dekad wcześniej.
Przez te pięć tygodni Klara była stałym elementem. To ona sprawdziła ostateczny kod eksperymentu. Od samego początku była zaangażowana w ENIAC i - zgodnie z listami i wpisami do dziennika pisanymi przez Charneya, Platzmana i innych członków zespołu - odgrywała ważną rolę przywódczą w Projekcie Meteorologicznym. Oprócz kierowania instalacją systemu programów przechowywanych i szkoleniem naukowców w zakresie kodowania w ENIAC, była odpowiedzialna za ręczne wykrawanie i zarządzanie każdą ze 100 000 kart perforowanych eksperymentu, które służyły jako pamięć odczytu / zapisu ENIAC.
„Kiedy masz 100 000 kart, musisz upewnić się, że nie zgubisz żadnej z nich” - mówi John Knox, który uczy swoich studentów na University of Georgia na temat wkładu Klary w obliczenia meteorologiczne. „Jeśli jeden z nich nie działa, cały program jest zepsuty”.
Za tę trudną, wysoce techniczną pracę - która, jak mówi Knox, z pewnością przyniosłaby jej dziś współautorstwo - przyniosło jedynie niewielkie „podziękowanie” na dole artykułu zespołu.
Kobiety informatyki posiadające różne części wczesnego komputera. Od lewej do prawej: Patsy Simmers, trzymając tablicę ENIAC; Gail Taylor, trzymając zarząd EDVAC; Milly Beck, trzymając tablicę ORDVAC; Norma Stec, trzymając zarząd BRLESC-I. (Zdjęcie armii amerykańskiej, obrazy z zabytkowych komputerów ARL Technical Library) W latach 40. XX wieku „bardziej seksowne było przebywanie przy sprzęcie niż oprogramowaniu” - mówi Knox. „Zobaczysz te zdjęcia [Johna] von Neumanna i J. Roberta Oppenheimera [szefa Projektu Manhattan] stojących wokół komputerów, uśmiechających się i popisujących się. Nikt nie dbał o oprogramowanie; w pewnym sensie była to „praca kobiet”, mimo że nic nie działałoby bez oprogramowania. ”W odniesieniu do projektu meteorologicznego Knox mówi:„ To było tak, jakby było mniej ważne, na przykład „Och, to po prostu coś, co Klara jest wybijanie „tak myślę”.
Pod koniec lat 50. firmy takie jak IBM, Raytheon i Texaco zatrudniały kobiety do programowania prac, wiedząc, że są zdolne i biegłe. W rzeczywistości w książce Janet Abbate z 2012 r. Recoding Gender pisze, jak kobiety w latach 50. i 60. wyśmiewały się z przekonania, że programowanie będzie kiedykolwiek uważane za zajęcie męskie. Ale jako perspektywę wartości komputerów i programowania ewoluowała, liczba kobiet zatrudnionych na te role zmalała.
Klara ze swojej strony nie zrobiła żadnego programowania po Meteorology Project. John został uwięziony na wózku inwalidzkim w 1956 r., A rok później zapadł na raka, prawdopodobnie ze względu na jego bliskość promieniowania podczas Projektu Manhattan. Klara napisała przedmowę do swojej pośmiertnej książki The Computer and the Brain, którą przedstawiła Yale College w 1957 r. W niej krótko opisała wkład swojego zmarłego męża w dziedzinie meteorologii, pisząc, że jego „obliczenia numeryczne wydawały się pomocne otwierając zupełnie nowe widoki. ”
Nigdy nie uznała swojej roli. Jednak bez niej eksperyment, który przygotował grunt pod współczesne prognozy pogody, prawdopodobnie nigdy nie wyszedłby z ziemi. Więc następnym razem przewiń aplikację pogodową, zanim zdecydujesz, czy założyć płaszcz przeciwdeszczowy - pomyśl o Klara i jej obliczeniach, które pomogły to umożliwić.
