100 年前,Computer 不是計算機,是計算員

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NASA 無名英雌劇照

對數學白癡而言,即使是簡單的加減運算,也非要拿計算機來按一下好讓自己放心。試想沒有計算機的年代,遇到三角函數和對數要怎麼辦?靠的只是紙筆和人手。在電腦出現以前,「Computer」一詞所指的並非機器,而是人。在二次大戰期間,美國的國家航空諮詢委員會(NACA,太空總署前身),就僱用了一支計算員團隊,他們默默地埋首於航空航天工程,用人手演算的方式展開繁複的運算。

計算作為職業

從事數學計算工作的人員,都被賦予「Computer」的職銜,例如初級計算員(Junior Computer)和首席計算員(Chief Computer)。這門工作起源於 18 世紀末哈雷彗星軌道的運算工程。法國數學及天文學家 Alexis-Claude Clairaut 針對哈雷彗星的運行軌跡設計了一個數學模型,而模型必須經過冗長而複雜的計算才能解開,任憑數學天才如何苦幹,也難以一人之力計算出完整的彗星軌道。Clairaut 便招募了兩位數學家朋友參與計算工作,歷時近 5 個月,勾勒了哈雷彗星的軌道,並推算出它的回歸時間。但結果與實際時間有 31 天的誤差,天文學家 Jean le Rond d’Alembert 認為是 Clairaut 的方法欠缺精密分析所致,遂成立更龐大的計算團隊,把運算工作詳細分工及專門化。自此各地開始設立人肉計算組織。

計算業軍事化

至 19 世紀末,計算科學不再由天文學獨攬,轉而應用於人類學、經濟以至戰爭各方面。大蕭條期間,美國的公共事業振興署(WPA)招聘大量文員製作數學用表,用以計算指數、對數和三角函數。這項計劃由數學家和物理學家領導,他們負責教授計算和應用數學的知識。除了數學用表外,還會製作一些有關軍事項目的表格,例如羅蘭導航系統、微波雷達和衝擊波傳播。

二次大戰爆發後,技術工業渴求人手,在男性短缺的情況下,愈來愈多女性投入計算工作,其中包括曼哈頓計劃(研發及製造原子彈的軍事工程)。她們協助研究核裂變的公式,把兵器試驗場的數據轉化成可用在戰爭前線的資料。

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圖片來源:Computer History

太空競賽下的女性計算員

20 世紀初,位於美國維珍尼亞州的蘭利紀念實驗室成為 NACA 的主要研究中心。當中的計算工作原本由工程師一手包辦,管理部門為了讓他們騰出更多時間在研究項目上,便開始聘請計算員減輕負擔。甫進入太空競賽的年代,美國急於超越蘇聯,NACA 遂引入大量計算員處理龐大的實驗數據,在高峰時期,他們的計算團隊由原來的 940 人急增至 3,220 人。

計算員中大多是持有數學或科學學位的女性,美其名是較細心,運算時「更快速和準確」,實際的考量卻是由於當時女性的薪酬水平較低,而且難以升遷成工程師。尤其在「西區計算組」內工作的非裔女性計算員,因種族隔離政策使然,在工作、取得認證上往往遭遇制肘,未能獲得重視。

雖受到差別待遇,但她們默默耕耘,以精準的計算讓登月任務得以順利發展,在團隊中擔任了不可或缺的角色。太空人 John Glenn 得以進行世界首次地球軌道飛行,也有賴 Katherine Johnson 準確計算出火箭升空與太空船返回地球的軌道。

今天手算如此繁瑣的工作,已被電腦取締,但這班無名英雌的歷史,卻是推動著世界科技進步的重要一頁。