Een weer-app is een handig hulpmiddel dat uw meteorologische toekomst voorspelt, berekend met de sterkte van radar, algoritmen en satellieten over de hele wereld. Tegenwoordig is geautomatiseerde weersvoorspelling - zoals bewegende beelden of vliegen per vliegtuig - zo alledaags dat gebruikers van smartphones er niet over nadenken. Maar halverwege de eeuw was het idee dat je de weersdagen of zelfs weken vooruit zou kunnen voorspellen een verleidelijk vooruitzicht.
gerelateerde inhoud
- De vrouw die tussen Amerika en een generatie 'thalidomide-baby's' stond
- Deze feministische psycholoog-draaide-rock-ster leidde een volledig leven van weerstand
- Deze vrouwelijke wetenschapper definieerde het broeikaseffect maar kreeg niet de eer, omdat seksisme
Een van de belangrijkste doorbraken in weersvoorspelling vond plaats in het voorjaar van 1950, tijdens een experiment in de Aberdeen Proving Ground van het Amerikaanse leger in Maryland. Meer dan een maand lang werkte een team van wetenschappers en computeroperators onvermoeibaar om iets te doen waar meteorologen al bijna een eeuw naartoe werkten: het weer wiskundig voorspellen.
Dit was lang voor de MacBook Air. Wetenschappers gebruikten een van de eerste computers, een kieskeurige, 150-voet machine genaamd ENIAC die was ontwikkeld tijdens de recente Wereldoorlog. Een van de wetenschappers, George Platzman, zou later een ingewikkeld proces van 16 stappen beschrijven dat ze steeds opnieuw herhaalden: zes stappen voor de ENIAC om hun berekeningen uit te voeren, en 10 stappen om instructies in te voeren en uitvoer op ponskaarten te registreren. Kleine fouten dwongen hen om uren - soms dagen - opnieuw te werken. In een gespannen moment raakte de duim van een computeroperator vast in de machine, waardoor de werkzaamheden tijdelijk werden gestopt.
Maar aan het einde van de maand had het team twee baanbrekende 12-uurs en vier 24-uurs voorspellingen geproduceerd (nou ja, technisch gezien "hindcasts", omdat ze gegevens van afgelopen stormen gebruikten). De New York Times begroette het project als een manier om "de sluier op te heffen van voorheen niet bekendgemaakte mysteries die verband houden met de wetenschap van weersvoorspelling." De voordelen voor de landbouw, scheepvaart, vliegreizen en andere industrieën "waren duidelijk", aldus de weersdeskundigen . De resultaten van het team bewezen dat computergebaseerde voorspelling, de hoeksteen van moderne weersvoorspelling, mogelijk was.
Een memo van het Weather Bureau verklaarde dat "deze mannen de eerste succesvolle ... voorspelling op een computer hadden gedaan." Ze hadden meestal gelijk. Maar het waren niet alleen mannen. Talloze vrouwen speelden kritische wetenschappelijke rollen in het experiment, waarvoor ze destijds weinig tot geen eer verdienden.
Twee computeroperators, Ruth Lichterman (links) en Marlyn Wescoff (rechts), bedraden de rechterkant van de ENIAC met een nieuw programma in het pre-von Neumann-tijdperk. (US Army, via Historic Computers Images of the ARL Technical Library) De oorspronkelijke ENIAC-programmeurs - Jean Bartik, Betty Holberton, Kathleen Antonelli, Marlyn Meltzer, Ruth Teitelbaum en Frances Spence - waren allemaal vrouwen die zichzelf leerden hoe ze de enorme machine moesten programmeren. De meeste, zo niet alle computeroperators die aan het weersexperiment van 1950 werkten (die alleen werden bedankt in de erkenningen van de krant voor hun "hulp bij het coderen van het probleem voor de ENIAC en voor het uitvoeren van de berekeningen") waren ook vrouwen.
Voordat het experiment zelfs begon, besteedden Norma Gilbarg, Ellen-Kristine Eliassen en Margaret Smagorinsky - de eerste vrouwelijke statisticus ingehuurd door het weerbureau, die getrouwd was met meteoroloog en experimenteel lid Joseph Smagorinsky - honderden uren aan het handmatig berekenen van de ENIAC-berekening moeten berekenen in het volledige experiment. Voordat ze in 2011 overleed, herinnerde Smagorinsky zich in een interview met wetenschapshistoricus George Dyson: “Het was een heel vervelende klus. Wij drieën werkten in een heel kleine kamer en we werkten hard. '
Maar misschien kwam de grootste enkele bijdrage van een vrouw genaamd Klara von Neumann.
Klara, liefdevol bekend als Klari, werd geboren in een rijke joodse familie in Boedapest, Hongarije, in 1911. Na de Eerste Wereldoorlog, waarin Hongarije met Oostenrijk verbonden om een van de grote Europese grootmachten van de oorlog te worden, woonde Klara een Engels internaat bij school en werd een nationale kampioen kunstschaatsen. Toen ze een tiener was, tijdens de brullende jaren '20 van Boedapest, gaven haar vader en grootvader feestjes en nodigden ze de topartiesten en denkers van de dag uit - inclusief vrouwen.
Klara trouwde jong, gescheiden en hertrouwd vóór de leeftijd van 25 jaar. In 1937 begon een Hongaarse wiskundige, John von Neumann, haar het hof te maken. Von Neumann was toen ook getrouwd, maar zijn scheiding was aan de gang (zijn eerste vrouw, Mariette, was verliefd geworden op de veelgeprezen natuurkundige JB Horner Kuper, die beiden twee van de eerste werknemers van Long Island's Brookhaven National Laboratory zouden worden ). Binnen een jaar waren John en Klara getrouwd.
John had een hoogleraarschap aan de Princeton University, en toen de nazi's sterker werden in Europa, volgde Klara hem naar de VS Ondanks het feit dat ze alleen een middelbare schoolopleiding in algebra en trigonometrie had, deelde ze de interesse van haar nieuwe echtgenoot in cijfers en wist ze een baan in oorlogstijd bij Princeton's Office of Population Research naar bevolkingstrends.
Tegen die tijd werd John een van de beroemdste wetenschappers ter wereld als lid van het Manhattan Project, het nu beruchte onderzoeksproject van de Amerikaanse regering dat zich toelegt op het bouwen van de eerste atoombom. Met zijn sterke Hongaarse accent en reeks excentriciteiten - hij speelde ooit een grapje over Albert Einstein door hem een lift naar het treinstation aan te bieden en hem op de verkeerde trein te sturen - zou hij later de inspiratie worden voor Stanley Kubrick's Dr. Strangelove. Terwijl Klara achterbleef en fulltime in Princeton werkte, verhuisde John naar Los Alamos, New Mexico, met de duizenden berekeningen die nodig waren om de eerste van deze massavernietigingswapens te bouwen.
Zijn werk werd fataal in 1945, toen de VS twee atoombommen op Japan liet vallen, waarbij maar liefst 250.000 mensen omkwamen. Na de oorlog besloot John zijn wiskundige schittering te gebruiken voor vreedzamere toepassingen. Hij dacht dat hij de ENIAC kon nemen - een krachtige nieuwe computer die voor het eerst was gebruikt om belangrijke berekeningen voor een prototype waterstofbom te voltooien - en deze gebruiken om de weersvoorspelling te verbeteren.
Een grafiek van de reeks operaties die nodig zijn om de eerste weersvoorspellingen te maken, later vastgelegd door wetenschapper George Platzman. (AMS Bulletin, © American Meteorological Society. Gebruikt met toestemming.) Toen John dit idee begon na te streven en in contact te komen met de beste meteorologen in de VS en Noorwegen, kwam Klara hem bezoeken in Los Alamos. Tegen die tijd was Klara behoorlijk wiskundig bedreven geworden door haar werk bij Princeton.
"Lang voordat [ENIAC] klaar was, werd ik het experimentele konijn van Johnny, " vertelde ze Dyson. “Het was heel veel plezier. Ik heb geleerd hoe algebraïsche vergelijkingen in numerieke vormen moeten worden vertaald, die op hun beurt vervolgens in machinetaal moeten worden gezet in de volgorde waarin de machine het moet berekenen, in volgorde of rond en rond, totdat het met een deel is voltooid van het probleem, en ga dan verder met een duidelijke welke-manier, wat dan ook goed lijkt te zijn om het volgende te doen ... De machine zou het hele verhaal moeten worden verteld, gegeven alle instructies van wat het werd verwacht te doen op één keer en mag dan alleen blijven totdat er geen instructies meer zijn. '
Het werk was uitdagend, vooral in vergelijking met moderne computerprogrammering met zijn luxe zoals ingebouwd geheugen en besturingssystemen. toch zei Klara dat ze codering als een "zeer grappige en nogal ingewikkelde puzzel" vond.
ENIAC werd in 1947 naar Maryland verplaatst, waar het, door een initiatief van John en Klara, een van de eerste computers met opgeslagen programma's werd. Dit betekende dat de ingewikkelde instructiesets die de computer vertelden om verschillende taken uit te voeren, in binaire code op een geheugenapparaat konden worden opgeslagen in plaats van handmatig ingevoerd en opnieuw ingevoerd. Om dit nieuwe systeem te installeren, heeft Klara vijf mensen die aan het Manhattan Project hadden gewerkt, getraind om ENIAC te programmeren. Tot die tijd waren niemand anders dan de von Neumanns en een jonge natuurkundige genaamd Nick Metropolis goed vertrouwd met de computer.
Gedurende 32 dagen achter elkaar hebben ze het nieuwe besturingssysteem geïnstalleerd, de code gecontroleerd en ENIAC dag en nacht uitgevoerd. John schreef dat Klara "erg vervallen was na het beleg in Aberdeen, 15 pond verloor en een algemene fysieke controle had in het Princeton Hospital."
Tegen de tijd dat een groep meteorologen - Platzman, Smagorinsky, Jule Charney, Ragnar Fjørtoft en John Freeman - opdook begin 1950, had ENIAC al meer dan een jaar in de nieuwe opgeslagen programmamodus gewerkt, die volgens Platzman “ vereenvoudigde ons werk. ”Deze wetenschappers hadden de afgelopen jaren vergelijkingen ontwikkeld om verschillende dynamieken in de atmosfeer weer te geven, die in de computer konden worden ingevoerd. In een brief schreef Charney:
De sfeer is een muziekinstrument waarop je veel deuntjes kunt spelen. Hoge tonen zijn geluidsgolven, lage tonen zijn lange traagheidsgolven en de natuur is meer een muzikant van het Beethoven dan het Chopin-type.
ENIAC was niet perfect. Het kon slechts 400 vermenigvuldigingen per seconde produceren, zo langzaam dat het ritmische tjokpende geluiden produceerde. Maar na meer dan een maand de klok rond te hebben gewerkt, had het team zes kostbare edelstenen: twee voorspellingen voor 12 uur en vier voor 24 uur.
Dit waren niet alleen de eerste geautomatiseerde weersvoorspellingen, maar het was de eerste keer dat wetenschappers er ooit in geslaagd waren een computer te gebruiken om een fysica-experiment uit te voeren. Het leidde tot een verschuiving in academisch denken, waardoor de kloof tussen "pure" wiskunde en het gebruik van wiskunde voor zinvolle, realistische toepassingen werd verkleind. Platzman heeft sindsdien weerspiegeld dat omdat "we leven in een tijdperk waarin elektronische wonderen gemeengoed zijn geworden, we immuun zijn geworden voor elk gevoel van ontzag en verbazing" tegen dingen die slechts enkele decennia daarvoor "letterlijk ongelooflijk" waren.
Gedurende deze vijf weken was Klara een vaste waarde. Zij was het die de definitieve code voor het experiment controleerde. Ze was vanaf de basis bij ENIAC betrokken en had - volgens brieven en journaalposten geschreven door Charney, Platzman en andere teamleden - een belangrijke leidende rol in het Meteorology Project. Naast het leiden van de installatie van het opgeslagen programmasysteem en het trainen van de wetenschappers om te coderen op ENIAC, was ze verantwoordelijk voor het handmatig ponsen en beheren van elk van de 100.000 ponskaarten van het experiment, die dienden als ENIAC's lees / schrijfgeheugen.
"Als je 100.000 kaarten hebt, moet je ervoor zorgen dat je er geen kwijtraakt", zegt John Knox, die zijn studenten aan de Universiteit van Georgia over Klara's bijdragen aan meteorologische informatica onderwijst. "Als een van hen buiten de orde valt, is het hele programma verprutst."
Voor dit moeilijke, zeer technische werk - dat volgens Knox haar vandaag zeker co-auteurschap zou opleveren - resulteerde in slechts een kleine 'dank' onderaan het papier van het team.
Vrouwelijke computerwetenschappers die verschillende delen van een vroege computer houden. Van links naar rechts: Patsy Simmers, met ENIAC-bord; Gail Taylor, met EDVAC-bord; Milly Beck, met ORDVAC-bord; Norma Stec, met BRLESC-I-bord. (US Army Photo, via Historic Computers Images of the ARL Technical Library) In de jaren veertig was het 'sexyer om hardware te hebben dan software', zegt Knox. “Je ziet deze foto's van [John] von Neumann en J. Robert Oppenheimer [hoofd van het Manhattan Project] die rond computers staan en glimlachen en pronken. Niemand gaf om software; het was in zekere zin 'vrouwenwerk', hoewel niets zonder de software zou hebben gewerkt. 'Met betrekking tot het Meteorology Project zegt Knox:' Het was alsof het minder belangrijk was, zoals 'Oh, dit is gewoon iets dat Klara is ponsen 'denk ik.'
Tegen het einde van de jaren vijftig hadden bedrijven als IBM, Raytheon en Texaco vrouwen aangenomen voor het programmeren van banen, wetende dat ze capabel en bekwaam waren. In feite schrijft ze in het boek Recoding Gender van 2012 van Janet Abbate hoe vrouwen in de jaren '50 en '60 'de spot zouden drijven met het idee dat programmeren ooit als een mannelijke bezigheid zou worden beschouwd.' Maar als perspectieven op de waarde van computers en programmeren geëvolueerd, kromp het aantal vrouwen dat voor die rollen werd aangenomen.
Klara, van haar kant, deed weinig tot geen programmering na het Meteorology Project. John werd in 1956 in een rolstoel opgesloten en een jaar later bezweken aan kanker, vermoedelijk te wijten aan zijn nabijheid tot straling tijdens het Manhattan Project. Klara schreef het voorwoord van zijn postume boek The Computer and the Brain, dat ze in 1957 aan het Yale College presenteerde. Daarin beschreef ze kort de bijdragen van haar overleden echtgenoot aan het veld van de meteorologie en schreef dat zijn "numerieke berekeningen nuttig leken" bij het openen van geheel nieuwe vergezichten. ”
Ze erkende nooit haar eigen rol. Maar zonder haar zou het experiment dat de basis was voor moderne weersvoorspelling waarschijnlijk nooit van de grond zijn gekomen. Dus de volgende keer dat je door je weer-app bladert voordat je besluit of je een regenjas wilt aantrekken, denk je aan Klara en haar berekeningen die het mogelijk hebben gemaakt.
