Среда, 29 июня, 2022

Мы считаем, что мир 2051 — это мир без войны.

Скрытые фигуры: как женщины-математики отправили человека в космос

Время на чтение 6 мин.

В 1640-х годах слово computer в английском языке означало тот, кто делает арифметические вычисления, то есть человек, выполняющий расчеты. Спустя двести лет компьютером стали называть вычислительную машину любого типа — однако роль человека оставалась значительной и вычислители (в советской терминологии — расчетчики) играли значительную роль в самых важных проектах первой половины ХХ века.

Гарем Пикеринга

Во второй половине XIX века руководить Гарвардской обсерваторией в США назначили профессора Эдварда Пикеринга — издателя каталога «Гарвардская фотометрия», включавшего более 4 тысяч звезд Северного полушария, исследователя переменных звезд, внесшего большой вклад в развитие астрофотометрии и астроспектрометрии. К тому времени объем знаний, накопленных обсерваторий, был огромен — новые звезды открывались с такой скоростью, что их не успевали наносить на карты. Разумеется, эта лавина требовала выполнения огромного количества математических вычислений. Помимо прочего, Пикеринг был довольно скуп и не соглашался расширять зарплатную ведомость. Однажды, разозлившись, он заявил, что наймет на эту работу за полцены свою домработницу.

Так в Гарвардской обсерватории появилась Вильямина Флеминг. До замужества она работала учительницей, а после того как супруг бросил ее с ребенком устроилась к Пикерингу домработницей. Спустя время в обсерватории появились и другие женщины, включая увлеченную астрономией Генриетту Ливитт. Команду иронично прозвали «гаремом Пикеринга», а затем, когда уже в наши дни ценность их работы стала очевидной, — «живыми компьютерами Гарварда». Группа получала фотографии звездного неба и, делая вычисления, определяла, что на них изображено. Это была кропотливая работа, требовавшая внимания, усидчивости и математических способностей.

Скрытые фигуры: как женщины-математики отправили человека в космос
Эдвард Пикеринг и «живые компьютеры Гарварда». Вильямина Флеминг – третья слева в первом ряду, Генриетта Ливитт стоит справа от Пикеринга. 1913 год. Фото: grraen.livejournal.com

Вильямина Флеминг разработала и помогла внедрить систему обозначения звезд, каталогизировала более 10 тысяч звезд, открыла 59 туманностей, включая знаменитую Конскую Голову.

Скрытые фигуры: как женщины-математики отправили человека в космос
Изображение туманности Конская Голова, полученное обсерваторией Китт-Пик. Фото: noirlab.edu

Генриетта Ливитт открыла способ точного измерения расстояний в межгалактическом масштабе, устанавливая соотношение периода и светимости звезд класса цефеид. Это позволило астрономам понять структуру и масштабы Вселенной, в том числе Эдвину Хабблу определить, что Вселенная расширяется. Таким образом из команды Пикеринга «выросли» великие астрономы, сделавшие неоценимый вклад в науку.

Первые программистки

Впоследствии на работу вычислителями продолжали нанимать в основном женщин — не в последнюю очередь потому, что им можно было платить меньше, чем мужчинам. Во время Второй мировой войны, когда многие мужчины ушли на фронт, кадровая проблема также решалась за счет найма женщин. Получив опыт в выполнении математических вычислений, они становились программистами на первых электронно-вычислительных машинах.

Большой штат вычислителей работал в Баллистической исследовательской лаборатории в штате Мэриленд. В их задачи входило определение траектории полета пуль и снарядов — во время Второй мировой войны эта информация была неоценимой для военных. Все вычисления производились вручную или с использованием простых машин вроде арифмометров и табуляторов.

В 1945 году по заданию упомянутой лаборатории Электротехническая школа Мура (исследовательский центр при Пенсильванском университете) сконструировала первый в мире электронный цифровой вычислитель, который можно было программировать для решения разнообразных задач, по сути, прообраз современного компьютера, — ЭНИАК.

Скрытые фигуры: как женщины-математики отправили человека в космос
ЭНИАК весил 30 тонн, потреблял 174 кВт и имел тактовую частоту 100 кГц. Фото: Википедия

Для программирования на ЭНИАКе была создана группа из шести вычислительниц — Кэтлин Антонелли, Франсис Билас, Бетти Джин Дженнингс, Мэрлин Мельцер, Франсис Элизабет Снайдер, Рут Тейтельбаум. И если Джон Эккерт и Джон Мокли, начавшие разработку ЭНИАКа и руководившие группой, а также другие создатели-мужчины вошли в историю, то первые программистки, без которых работа машины была бы невозможна, не упоминались, а со временем их имена вовсе были практически забыты.

Вычислительницы NASA

В то же время при Национальном консультативном комитете по аэронавтике (в будущем ставшем агентством NASA) существовал свой штат вычислителей. В 1943 году преподавательница математики Дороти Вон поступила туда на работу, считая, что это лишь временное место, пока не закончится война. Спустя два года президент Франклин Рузвельт подписал закон, запрещающий расовую, религиозную или этническую дискриминацию, и в штат вычислительниц стали набирать и других чернокожих женщин, поскольку после Второй мировой войны стала активно развиваться тема полетов в космос, Комитету требовался большой штат расчетчиков.

После принятия сегрегационных законов Джима Кроу Дороти Вон и ее темнокожие коллеги были переведены в отдельное подразделение — West Area Computers. В 1949 году Дороти Вон стала начальником подразделения — первой афроамериканкой и одной из немногих женщин на руководящей должности в Комитете.

В 1952 году на работу в West Area Computers пришла Кэтрин Джонсон — женщина незаурядных математических способностей. На протяжении десятков лет она выполняла для NASA сложнейшие математические расчеты, связанные с траекторией летательных аппаратов, стартовыми окнами и резервными способами возвращения с орбиты. Джонсон участвовала в программах «Меркурий» (первые пилотируемые полеты США, включая миссии Джона Гленна и Алана Шепарда), «Аполлон» (включая первую высадку на Луну «Аполлона-11»), «Спейс Шаттл».

Скрытые фигуры: как женщины-математики отправили человека в космос
Кэтрин Джонсон на рабочем месте в NASA в 1960-х. Фото: nasa.gov

Когда в начале 1960-х NASA начало внедрять первые компьютеры, специалистки West Area Computers, включая Джонсон и Вон (ставшую экспертом по языку фортран), стали программистками, осваивающими новую технологию и обучающими ей других. В 2016 году Марго Ли Шеттерли выпустила книгу «Скрытые фигуры», посвященную афроамериканкам, работавшим в NASA в 1960-е. В том же году эту книгу экранизировали, и женщины, внесшие неоценимый вклад в космическую программу США, наконец получили заслуженное признание.