Ilmarakendus on vahva tööriist, mis ennustab teie meteoroloogilist tulevikku, arvutades radarite, algoritmide ja satelliitide tugevuse järgi kogu maailmas. Tänapäeval on arvutipõhine ilmateade - näiteks liikuvate piltide või lennukiga lendamine - nii tavaline, et nutitelefoni kasutajad ei mõtle sellele veel kord. Kuid sajandi keskpaigas oli mõte, et võiksite ennustada ilmapäevi või isegi nädalaid eelseisvaid ilmapäevi, ahvatlev väljavaade.
Seotud sisu
- Naine, kes peatus Ameerika vahel ja talidomiidi beebide põlvkond
- See feministlik psühholoogi pöördunud rokkstaar viis vastupanu täis elu
- See leeduteadlane määratles kasvuhooneefekti, kuid ei saanud krediiti, sest seksism
Üks olulisemaid läbimurdeid ilmaprognoosimises leidis aset 1950. aasta kevadel, katse ajal USA armee Aberdeeni prooviplatsil Marylandis. Juba enam kui kuu aega töötas teadlaste ja arvutioperaatorite meeskond väsimatult selleks, et teha midagi sellist, mida meteoroloogid olid juba peaaegu sajandi vältel töötanud: ennustada ilmateate matemaatiliselt.
See oli tükk aega enne MacBook Airi ilmumist. Teadlased kasutasid ühte esimestest arvutitest, peenet, 150-jalast masinat nimega ENIAC, mis oli välja töötatud hiljutise maailmasõja ajal. Üks teadlastest, George Platzman, kirjeldaks hiljem keerulist 16-astmelist protsessi, mida nad ikka ja jälle kordasid: kuus sammu ENIAC-i arvutuste tegemiseks ja 10 sammu juhiste sisestamiseks ja väljundi registreerimiseks perfokaartidele. Väiksemad vead sundisid neid ümber töötama tunde - mõnikord päevi -. Ühe pingelise hetkega sattus arvutioperaatori pöial masinatesse, peatades ajutiselt toimingud.
Kuid kuu lõpus oli meeskond koostanud kaks murrangulist 12-tunnist ja neli 24-tunnist prognoosi (noh, tehniliselt "takistused", kuna nad kasutasid andmeid varasemate tormide kohta). New York Times tervitas projekti kui viisi, kuidas „tõsta loor ilmateatega seotud teaduse varem avaldamata saladuste juurde.” Põllumajandusele, laevandusele, lennureisidele ja muule tööstusele oli kasu ilmselge, ”rääkisid ilmaeksperdid Timesile. . Meeskonna tulemused tõestasid, et arvutipõhine prognoosimine, mis on tänapäevase ilmaennustamise nurgakivi, on võimalik.
Ilmaameti memo kuulutas, et „need mehed olid arvutis teinud esimese õnnestunud ... ennustuse”. Neil oli enamasti õigus. Välja arvatud see, et tegemist polnud ainult meestega. Paljud naised etendasid eksperimendis kriitilisi teaduslikke rolle, mille eest nad teenisid toona vähe või üldse mitte krediiti.
Kaks arvutioperaatorit, Ruth Lichterman (vasakul) ja Marlyn Wescoff (paremal), ühendavad ENIAC paremat serva uue programmiga eel-von Neumanni ajastul. (USA armee, ARLi tehnilise raamatukogu ajalooliste arvutite piltide kaudu) Algsed ENIAC-i programmeerijad - Jean Bartik, Betty Holberton, Kathleen Antonelli, Marlyn Meltzer, Ruth Teitelbaum ja Frances Spence - olid kõik naised, kes õpetasid endale, kuidas tohutut masinat programmeerida. Enamik, kui mitte kõik 1950. aasta ilmaeksperimendil osalenud arvutioperaatorid (keda paberkandjal tunnustati üksnes abi eest ENIAC-i probleemi kodeerimisel ja arvutuste tegemisel) olid samuti naised.
Enne eksperimendi algust veetsid Norma Gilbarg, Ellen-Kristine Eliassen ja Margaret Smagorinsky - ilmateate büroo palgatud esimene naisstatistik, kes oli abielus meteoroloogi ja eksperimentide meeskonna liikme Joseph Smagorinskyga - sadu tunde arvutades võrrandite käsitsi ENIAC abil. tuleb arvutada täielik katse. Enne kui ta 2011. aastal suri, meenutas Smagorinsky intervjuus teadusajaloolasele George Dysonile: “See oli väga tüütu töö. Me kolm töötasime väga väikeses toas ja tegime kõvasti tööd. ”
Kuid võib-olla kõige suurem kaastöö tuli naiselt, kelle nimi oli Klara von Neumann.
Klara, keda tuntakse kiindumusega Klari nime all, sündis 1911. aastal Ungari Budapesti jõukas juudi perekonnas. Pärast Esimest maailmasõda, kus Ungari liitus Austriaga, et saada üheks sõja suurriigiks, osales Klara Inglismaal. kooli ja tuli riigi iluuisutamise meistriks. Kui ta oli teismeline, pidasid isa ja vanaisa Budapesti möirgava 20ndate aastate ajal pidusid ja kutsusid päeva tippkunstnikke ja mõtlejaid, sealhulgas naisi.
Klara abiellus noorelt, lahutas ja abiellus uuesti enne 25. eluaastat. 1937. aastal hakkas ungari matemaatik John von Neumann tema üle kohut pidama. Ka Von Neumann oli sel ajal abielus, kuid lahutus oli pooleli (tema esimene naine Mariette oli armunud paljukiidetud füüsikusse JB Horner Kuperi, kellest mõlemad saavad kaheks esimeseks Long Islandi Brookhaveni riikliku labori töötajaks. ). Aasta jooksul abiellusid John ja Klara.
Johnil oli professorikoht Princetoni ülikoolis ja kuna natsid said Euroopas jõudu juurde, järgis Klara teda USA-sse. Vaatamata sellele, et tal oli ainult keskkooliharidus algebras ja trigonomeetrias, jagas ta oma uue mehe huvi numbrite vastu ja suutis end kindlustada sõjaaegne töö Princetoni rahvastikuuuringute büroos, mis uurib rahvastiku suundumusi.
Selleks ajaks sai Johnist üks kuulsamaid teadlasi maailmas Manhattani projekti - praeguse kurikuulsuse saanud USA valitsuse uurimisprojekti -, mis on pühendatud esimese aatomipommi ehitamiseks, liikmena. Oma tugeva ungari aktsendi ja ekstsentrilisuse mitmekesisusega - ta mängis kunagi nalja Albert Einsteini üle, pakkudes talle rongijaama sõita ja valele rongile saata - sai temast hiljem inspiratsiooni Stanley Kubricku dr Strangelove'ile. Sel ajal kui Klara viibis Princetonis täiskohaga töötades, kolis John New Mexico osariiki Los Alamosse, tehes tuhandeid arvutusi, mis olid vajalikud esimese massihävitusrelva ehitamiseks.
Tema töö sai saatuslikuks 1945. aastal, kui USA laskis Jaapanil maha kaks aatomipommi, tappes koguni 250 000 inimest. Pärast sõda otsustas John pöörata oma matemaatilise sära rahulikumatele rakendustele. Ta arvas, et võiks kasutada ENIACi - võimsa uue arvuti, mida kasutati esimest korda vesinikupommi prototüübi oluliste arvutuste tegemiseks - ja kasutada seda ilmateadete parandamiseks.
Esimeste ilmaprognooside koostamiseks vajalike toimingute seeria graafik, mille hiljem teadlane George Platzman kroonis. (AMS Bulletin, © Ameerika Meteoroloogia Selts. Kasutatakse loal.) Kui John hakkas seda ideed järgima, võttes ühendust USA ja Norra tipp-meteoroloogidega, tuli Klara talle Los Alamosse külla. Selleks ajaks oli Klara Princetoni töö käigus muutunud üsna matemaatiliselt vilunud.
“Ammu enne [ENIAC] valmimist sai minust Johnny eksperimentaalne jänes, ” rääkis naine Dysonile. “See oli palju ja palju nalja. Õppisin tõlkima algebralisi võrrandeid arvulisteks vormideks, mis omakorda tuleb seejärel panna masinakeelde järjestuses, milles masin peab seda arvutama, kas järjestikku või ümber-ümber, kuni see on ühe osaga lõppenud ja seejärel minge kindlale suunale, olenemata sellest, mis järgmisena tundub õige olevat ... Masinale tuleks kogu lugu rääkida, kui talle antakse kõik juhised selle kohta, mida ta pidi tegema üks kord ja siis võib sellel olla üksi, kuni juhised otsa saavad. ”
Töö oli keeruline, eriti võrreldes tänapäevase arvutiprogrammeerimisega, mille luksuslikud omadused on nagu sisseehitatud mälu ja opsüsteemid. siiski ütles Klara, et leidis, et kodeerimine on “väga lõbus ja üsna keeruline pusle”.
ENIAC koliti 1947. aastal Marylandi, kus Johannese ja Klara eestvedamisel sai sellest üks esimesi salvestatud programmiga arvuteid. See tähendas, et keerukaid juhiseid, mis käsivad arvutil mitmesuguseid toiminguid teha, võib mäluseadmesse salvestada kahendkoodina, mitte käsitsi sisestada ja uuesti sisestada. Uue süsteemi installimiseks koolitas Klara viis Manhattani projekti kallal töötanud inimest ENIAC programmeerimiseks. Kuni selle ajani polnud keegi muu kui von Neumanns ja noor füüsik, nimega Nick Metropolis, arvuti moodustega hästi kursis.
32 päeva jooksul paigaldasid nad uue juhtimissüsteemi, kontrollisid koodi ja käisid ENIACi päeval ja öösel. John kirjutas, et Klara oli "pärast Aberdeeni piiramisrõngast väga alla jooksnud, kaotanud 15 naela ja [tal oli] Princetoni haiglas üldine füüsiline kontroll."
Selleks ajaks, kui meteoroloogide rühm - Platzman, Smagorinsky, Jule Charney, Ragnar Fjørtoft ja John Freeman - 1950. aasta alguses sündmuskohale jõudis, oli ENIAC juba üle aasta töötanud uues salvestatud programmirežiimis, mis Platzmani sõnul on suuresti lihtsustasime meie tööd. ”Need teadlased olid paar viimast aastat välja töötanud võrrandid atmosfääri mitmesuguste dünaamikate kuvamiseks, mida oli võimalik arvutisse sisestada. Charney kirjutas oma kirjas:
Atmosfäär on muusikariist, millel saab mängida palju lugusid. Kõrged noodid on helilained, madalad noodid on pikad inertsiaallained ja loodus on pigem Beethoveni muusik kui Chopini tüüpi muusik.
ENIAC polnud täiuslik. See suutis sekundis toota vaid 400 kordistust, nii aeglaselt, et tekitas rütmilisi mürinaid. Pärast enam kui kuu ööpäev läbi töötamist oli meeskonnal aga kuus hinnalist kalliskive: kaks 12-tunnist ja neli 24-tunnist tagasivaatavat prognoosi.
Need polnud mitte ainult esimesed elektroonilised ilmaprognoosid, vaid see oli ka esimene kord, kui teadlastel õnnestus kunagi füüsikat katsetada arvutiga. See kutsus esile muutuse akadeemilises mõtlemises, vähendades lõhet „puhta” matemaatika ja matemaatika vahel tähenduslike, reaalsetes rakendustes kasutamise vahel. Pärast seda on Platzman mõelnud, et kuna “elame ajastul, mil elektroonilised imed on muutunud tavaliseks, oleme kasvanud igasuguse aukartuse ja imestuse suhtes immuunseks” asjade suhtes, mis olid paarkümmend aastat varem “sõna otseses mõttes uskumatud”.
Selle viie nädala jooksul oli Klara pidev võistluspaik. Just tema kontrollis katse lõplikku koodi. Ta oli ENIAC-iga seotud juba maast madalast ning vastavalt Charney, Platzmani ja teiste meeskonnaliikmete kirjutatud kirjadele ja päevikukirjetele oli meteoroloogiaprojektis suur juhiroll. Lisaks salvestatud programmide süsteemi installimise juhtimisele ja teadlaste ENIAC-is kodeerimise koolitamisele vastutas ta ka katse 100 000 perfokaardi käsitsi mulgustamise ja ENIAC lugemis- / kirjutusmälus toimimise eest.
"Kui teil on 100 000 kaarti, peate veenduma, et te ei kaota neist ühtegi, " ütleb John Knox, kes õpetab Georgia ülikooli ülikoolis oma üliõpilastele Klara panust meteoroloogilisse arvutusse. "Kui üks neist langeb korrast ära, kruvitakse kogu programm."
Selle raske ja väga tehnilise töö eest - mis Knoxi sõnul teeniks talle täna kindlasti kaasautori - tõi meeskonna töö allosas lihtsalt väikese tänusõna.
Naiste arvutiteadlased, kes hoiavad varajase arvuti erinevaid osi. Vasakult paremale: Patsy Simmers, ENIAC juhatus; Gail Taylor, EDVAC-i juhatus; Milly Beck, kes on ORDVAC juhatus; Norma Stec, BRLESC-I juhatuse liige. (USA armee foto, ARLi tehnilise raamatukogu ajalooliste arvutite piltide kaudu) 1940ndatel oli riistvara ümber ringi käimine seksikam kui tarkvara, "ütleb Knox. "Näete neid pilte [John] von Neumanni ja J. Robert Oppenheimeri [Manhattani projekti juht] seisavatest arvutitest, naeratades ja uhkeldamas. Keegi ei hoolinud tarkvarast; see oli teatud mõttes naiste töö, ehkki ilma tarkvarata poleks miski töötanud. ”Meteoroloogiaprojekti kohta ütleb Knox:„ See oli nagu vähem tähtis, nagu näiteks „Oh, see on lihtsalt midagi, mida Klara on mulgustamiseks "ma arvan."
1950ndate lõpuks palkasid ettevõtted nagu IBM, Raytheon ja Texaco programmeerimistöödeks naisi, teades, et nad on võimekad ja vilunud. Tegelikult kirjutab ta Janet Abbate'i 2012. aastal ilmunud raamatus „ Soolise sugude kirjutamine”, kuidas 50ndatel ja 60ndatel naised oleksid pahandanud arvamusega, et programmeerimist peetakse kunagi mehelikuks okupatsiooniks. ”Kuid arvutite ja programmeerimise väärtuse perspektiividena arenenud, nendeks rollideks palgatud naiste arv vähenes.
Klara tegi omalt poolt pärast meteoroloogiaprojekti vähe programmeerimist. John piirdus 1956. aastal ratastooliga ja aasta hiljem põdes vähki, arvatakse, et selle põhjuseks oli tema lähedus kiirgusele Manhattani projekti ajal. Klara kirjutas eessõna oma postuumsele raamatule "Arvuti ja aju", mille ta esitas Yale'i kolledžile 1957. aastal. Selles kirjeldas ta lühidalt oma mehe hilise abikaasa panust meteoroloogia valdkonda, kirjutades, et tema "numbrilised arvutused näisid olevat kasulikud" täiesti uute piltide avamisel. ”
Ta ei tunnistanud kunagi enda rolli. Ilma temata poleks moodsa ilmaennustamise jaoks aluse pannud katse seda kunagi algselt teha. Nii et järgmine kord, kui sirvite oma ilmarakendust, enne kui otsustate vihmamantli kinkimise, mõelge Klarale ja tema arvutustele, mis aitasid seda teha.
