她們是美國第一台電腦背後的女程式設計師

她們是美國第一台電腦背後的女程式設計師

AI史的敘述方式往往是機器隨時間轉移而變得越來越聰明。但這種敘述缺少了人的要素,沒有講清楚智慧機器是如何由人的身體和思想來設計、訓練與賦能的。為此,IEEE推出了總共六篇的AI秘史系列文章,希望從創新者、思想家、工人甚至小販等人如何創造可複製人類思想和行為的演算法的角度來彌補這一缺失。

ENIAC背後的女性程式設計師

1946年2月14日,記者紛紛聚集到賓夕法尼亞大學摩爾工程學院(Moore School of Engineering),準備見證全世界最早的通用電子計算機之一:電子數值積分計算機(Electronic Numerical Integrator And Computer:ENIAC)的公開展示。

Arthur Burks是ENIAC團隊的數學家兼資深工程師,他負責這台機器的能力展示。他先是讓這台計算機對5,000個數求和,ENIAC用一秒鐘就完成了這項任務。然後他示範這台機器可以在一枚砲彈從出膛到擊中目標所需時間之內演算出炸彈的飛行軌跡。

這為記者們留下了深刻印象。在他們看來,Vurks只是按了一個按鈕,機器就會動起來,在片刻之內就計算出之前人需要數天時間才能完成的工作。

但這幫記者不知道的是,或者說示範當中沒有披露的是,計算機背後有一支由6位女性組成的團隊,費力且開創性的程式設計工作是由她們來完成的,而他們本身之前做的就是「計算機」的工作。

Betty Jean Jennings(左)和Frances Bilas(右)在操作ENIAC的主控板

其計劃是建造一台計算機器,用它來計算在二戰早年形成的炸彈軌跡。摩爾工程學院正在跟彈道研究實驗室(BRL)合作,他們有一支100人組成的「人肉計算機」,這批人都經過了訓練,可以手工計算砲彈的射表。

這項任務需要高超的數學技能,包括會解非線性微積分方程式的能力,還要會用微積分分析器以及計算尺。但計算仍被視為是事務性工作,對於男性工程師來說這屬於沉悶乏味的任務,他們並不想參與。於是BRL就招聘女性-這些人基本上都有大學文憑並展現出很高的數字素養,來處理這項工作。

隨著戰局的發展,預測炸彈飛行路徑愈發成為軍事戰略不可或缺的一部分,BRL計算出結果的壓力也越來越大。

1942年,物理學家John Mauchly 寫了一份備忘錄,裡面提議建造一台可程式設計的通用「電子計算機」來讓計算過程自動化。1943年6月,Mauchly加上電氣工程師 J. Presper Eckert,他們終於獲得了ENIAC的研發經費。

站在ENIAC前面的J. Presper Eckert、John Mauchley、Betty Jean Jennings以及Herman Goldstine

電子計算機的目的是為了取代BRL的數百位人肉計算機,並且讓整個計算過程更快更高效。然而,Mauchly和Eckert意識到,他們的新機器需要透過穿孔卡片程式設計才能計算軌跡,IBM利用這項技術來為其他機器進行程式設計已有幾十年的時間了。

Adele與Herman Goldstine夫婦負責BRL人肉計算機團隊的營運,兩人提議由裡面最擅長數學的人來承擔這項工作。兩人一起選定了6位女性--Kathleen McNulty、Frances Bilas、Betty Jean Jennings、Ruth Lichterman、Elizabeth Snyder、以及Marlyn Wescoff--把她們從人肉計算機提拔為機器操作員。

綽號「Betty」的Elizabeth Snyder在操作ENIAC

她們的第一項任務是熟悉ENIAC,要徹底弄清楚這台機器。她們研究了機器的設計圖以便理解其電路、邏輯與物理結構。要學的有很多:這頭30噸重的巨獸佔地面積約140平方公尺,使用了超過17,000個真空管,70,000個電阻器,10,000個電容,1,500個中繼器,還有6,000個手動開關。這6人的操作員團隊負責機器的配置和接線以執行特定運算,處理穿孔卡片設備,並且調試操作。這有時候需要操作員爬進機器裡面替換出故障的真空管或者接線。

ENIAC未能在戰爭期間及時完工幫助算出彈道軌跡。但很快約翰·馮·諾伊曼就把它徵用來進行核聚變的運算。這需要使用超過100萬張穿孔卡片。來自Los Alamos的物理學家得靠這些操作員的程式設計技能,只有她們知道如何處理那麼多的操作。

ENIAC程式設計師Kathleen McNulty

但這些女性程式設計師的貢獻幾乎得不到什麼承認或者稱讚。這部分是因為對機器的程式設計仍然跟人的計算密切相關,並因此被認為是一種「次專業」的女性工作。首席工程師和物理學家關注的是硬體的設計和開發,它們被認為是對運算的未來更關鍵的東西。

由於這個原因,當ENIAC在1946年終於展示給媒體時,這6位女性操作員依然被隱藏於幕後。因為當時正值冷戰前夜,美國軍方渴望展示其技術能力。透過把ENIAC當作一台自動的智慧化機器來展示,工程師樹立了一種技術統治的形象,同時把有人參與的事實隱藏起來。

這種公關手法見效了,它影響後來幾十年媒體對運算機器的報導。在傳遍全球的有關ENIAC的新聞報導裡面,這台機器都站在舞台中央的位置,被稱為是「電子大腦」,「巫師」,以及「人造的機器人大腦」。

但是對於背後那6位女性操作員的辛苦工作卻罕有提及,大家不知道的是,「電子大腦」之所以表現出智慧,是因為有這麼一群女性在它裡面鍥而不捨地折騰那些連接線和真空管。

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