Eine Wetter-App ist ein nützliches Tool, das Ihre meteorologische Zukunft vorhersagt und mit der Stärke von Radar, Algorithmen und Satelliten auf der ganzen Welt berechnet wird. Computergestützte Wettervorhersagen - wie das Bewegen von Bildern oder das Fliegen mit dem Flugzeug - sind heutzutage so alltäglich, dass Smartphone-Nutzer sich keine Gedanken mehr darüber machen. Aber um die Mitte des Jahrhunderts war die Vorstellung, dass Sie in der Lage sein könnten, die Wettertage oder sogar Wochen vorherzusagen, eine verlockende Aussicht.
Verwandte Inhalte
- Die Frau, die zwischen Amerika und einer Generation von 'Thalidomid-Babys' stand
- Dieser feministische Psychologe, der zum Rockstar wurde, führte ein Leben voller Widerstände
- Diese Wissenschaftlerin definierte den Treibhauseffekt, bekam aber nicht die Ehre, weil Sexismus
Einer der wichtigsten Durchbrüche in der Wettervorhersage fand im Frühjahr 1950 während eines Experiments auf dem Aberdeen Proving Ground der US-Armee in Maryland statt. Über einen Monat lang arbeitete ein Team von Wissenschaftlern und Computerbetreibern unermüdlich daran, etwas zu tun, worauf Meteorologen seit fast einem Jahrhundert hingearbeitet hatten: das Wetter mathematisch vorherzusagen.
Dies war eine lange Zeit vor dem MacBook Air. Die Wissenschaftler verwendeten einen der ersten Computer, eine knifflige, 150 Fuß lange Maschine namens ENIAC, die während des letzten Weltkrieges entwickelt worden war. Einer der Wissenschaftler, George Platzman, beschrieb später einen komplizierten 16-stufigen Prozess, den sie immer wieder wiederholten: sechs Schritte, damit die ENIAC ihre Berechnungen durchführt, und zehn Schritte, um Anweisungen einzugeben und die Ausgabe auf Lochkarten aufzuzeichnen. Kleinere Fehler zwangen sie, Stunden - manchmal Tage - der Arbeit zu wiederholen. In einem angespannten Moment verfing sich der Daumen eines Computer-Bedieners in der Maschine und stellte den Betrieb vorübergehend ein.
Ende des Monats hatte das Team jedoch zwei bahnbrechende 12-Stunden- und vier 24-Stunden-Prognosen erstellt (technisch gesehen "Hindcasts", da sie Daten aus früheren Stürmen verwendeten). Die New York Times würdigte das Projekt als einen Weg, "den Schleier von bisher unbekannten Geheimnissen im Zusammenhang mit der Wissenschaft der Wettervorhersage zu lösen". Die Vorteile für Landwirtschaft, Schifffahrt, Flugreisen und andere Branchen "lagen auf der Hand", sagten Wetterexperten der Times . Die Ergebnisse des Teams zeigten, dass eine computergestützte Vorhersage, der Grundstein für die moderne Wettervorhersage, möglich war.
In einer Notiz des Wetteramtes wurde verkündet, dass „diese Männer die erste erfolgreiche Prognose auf einem Computer gemacht hatten.“ Sie hatten größtenteils recht. Nur dass es nicht nur Männer waren. Zahlreiche Frauen spielten in dem Experiment eine wichtige Rolle in der Wissenschaft, für die sie zu diesem Zeitpunkt wenig bis gar keine Anerkennung erhielten.
Zwei Computeroperatoren, Ruth Lichterman (links) und Marlyn Wescoff (rechts), verbinden die rechte Seite der ENIAC mit einem neuen Programm aus der Zeit vor Neumann. (US Army, über Historic Computers Images der ARL Technical Library) Die ursprünglichen ENIAC-Programmierer - Jean Bartik, Betty Holberton, Kathleen Antonelli, Marlyn Meltzer, Ruth Teitelbaum und Frances Spence - waren alle Frauen, die sich das Programmieren der riesigen Maschine beibrachten. Die meisten, wenn nicht sogar alle Computeroperatoren, die an dem Wetterexperiment von 1950 arbeiteten (denen in den Anerkennungen der Zeitung lediglich gedankt wurde, dass sie bei der Codierung des Problems für die ENIAC und für die Ausführung der Berechnungen geholfen hatten), waren ebenfalls Frauen.
Noch vor Beginn des Experiments haben Norma Gilbarg, Ellen-Kristine Eliassen und Margaret Smagorinsky - die erste Statistikerin des Weather Bureau, die mit dem Meteorologen und Experimentator Joseph Smagorinsky verheiratet war - Hunderte von Stunden damit verbracht, die ENIAC-Gleichungen manuell zu berechnen müssen im vollen experiment rechnen. Vor ihrem Tod im Jahr 2011 erinnerte sich Smagorinsky in einem Interview mit dem Wissenschaftshistoriker George Dyson: „Es war eine sehr mühsame Arbeit. Wir drei haben in einem sehr kleinen Raum gearbeitet, und wir haben hart gearbeitet. “
Aber vielleicht kam der größte Einzelbeitrag von einer Frau namens Klara von Neumann.
Klara, liebevoll als Klari bekannt, wurde 1911 in Budapest, Ungarn, in eine wohlhabende jüdische Familie hineingeboren. Nach dem Ersten Weltkrieg, in dem Ungarn sich mit Österreich verbündete, um eine der europäischen Großmächte des Krieges zu werden, besuchte Klara ein englisches Internat Schule und wurde ein nationaler Eiskunstlaufmeister. Als sie ein Teenager war, veranstalteten ihr Vater und ihr Großvater in den 20er Jahren in Budapest Partys und luden die besten Künstler und Denker des Tages ein, darunter auch Frauen.
Klara heiratete jung, geschieden und heiratete vor dem 25. Lebensjahr erneut. 1937 begann ein ungarischer Mathematiker, John von Neumann, um sie zu werben. Von Neumann war zu dieser Zeit ebenfalls verheiratet, aber seine Scheidung war im Gange (seine erste Frau, Mariette, hatte sich in den gefeierten Physiker JB Horner Kuper verliebt, die beide zu den ersten Angestellten des Brookhaven National Laboratory in Long Island gehören würden) ). Innerhalb eines Jahres waren John und Klara verheiratet.
John hatte eine Professur an der Princeton University, und als die Nazis in Europa an Stärke gewannen, folgte Klara ihm in die USA. Obwohl sie nur eine Highschool-Ausbildung in Algebra und Trigonometrie hatte, teilte sie das Interesse ihres neuen Mannes an Zahlen und war in der Lage, sich zu sichern Während des Krieges arbeitete er beim Princeton Office of Population Research, um die Bevölkerungsentwicklung zu untersuchen.
Zu diesem Zeitpunkt war John als Mitglied des Manhattan-Projekts, dem mittlerweile berüchtigten Forschungsprojekt der US-Regierung zum Bau der ersten Atombombe, einer der bekanntesten Wissenschaftler der Welt. Mit seinem starken ungarischen Akzent und einer Reihe von Exzentrizitäten - er spielte einmal einen Witz über Albert Einstein, indem er ihm eine Fahrt zum Bahnhof anbot und ihn in den falschen Zug schickte - wurde er später zur Inspiration für Stanley Kubricks Dr. Strangelove. Während Klara zurückblieb und hauptberuflich in Princeton arbeitete, zog John nach Los Alamos, New Mexico, und führte die Tausende von Berechnungen durch, die für den Bau der ersten dieser Massenvernichtungswaffen erforderlich waren.
Seine Arbeit wurde 1945 zu einer tödlichen Leistung, als die USA zwei Atombomben auf Japan abwarfen, wobei bis zu 250.000 Menschen getötet wurden. Nach dem Krieg beschloss John, seine mathematische Brillanz auf friedlichere Anwendungen auszurichten. Er dachte, er könnte mit dem ENIAC - einem leistungsstarken neuen Computer, mit dem erstmals wichtige Berechnungen für einen Wasserstoffbomben-Prototyp durchgeführt wurden - die Wettervorhersage verbessern.
Ein Diagramm der Reihe von Operationen, die für die Erstellung der ersten Wettervorhersagen erforderlich sind, das später von dem Wissenschaftler George Platzman aufgezeichnet wurde. (AMS Bulletin, © American Meteorological Society. Verwendung mit Genehmigung.) Als John begann, diese Idee zu verfolgen und Kontakt zu führenden Meteorologen in den USA und Norwegen aufnahm, besuchte ihn Klara in Los Alamos. Zu diesem Zeitpunkt war Klara durch ihre Arbeit in Princeton mathematisch sehr versiert.
"Lange bevor [ENIAC] fertig war, wurde ich Johnnys experimentelles Kaninchen", sagte sie zu Dyson. „Es hat sehr viel Spaß gemacht. Ich habe gelernt, wie man algebraische Gleichungen in numerische Formen übersetzt, die dann in der Reihenfolge in die Maschinensprache umgewandelt werden müssen, in der die Maschine sie berechnen muss, entweder nacheinander oder nacheinander, bis sie mit einem Teil fertig ist des Problems, und dann gehen Sie auf eine bestimmte Art und Weise, was auch immer richtig zu sein scheint, um als nächstes zu tun ... Die Maschine müsste die ganze Geschichte erzählt werden, unter Berücksichtigung aller Anweisungen, die erwartet wurden, um zu tun einmal und dann auf sich allein gestellt sein dürfen, bis ihm die Anweisungen ausgehen. “
Die Arbeit war herausfordernd, insbesondere im Vergleich zur modernen Computerprogrammierung mit ihrem Luxus wie integriertem Speicher und Betriebssystemen. Dennoch sagte Klara, dass sie Codierung als "sehr amüsantes und ziemlich kompliziertes Puzzle" empfand.
ENIAC wurde 1947 nach Maryland verlegt, wo es auf Initiative von John und Klara zu einem der ersten Computer mit gespeicherten Programmen wurde. Dies bedeutete, dass die komplizierten Anweisungen, die dem Computer die Ausführung verschiedener Aufgaben anzeigten, im Binärcode auf einem Speichergerät gespeichert und nicht manuell eingegeben und erneut eingegeben werden konnten. Um dieses neue System zu installieren, schulte Klara fünf Personen, die am Manhattan-Projekt gearbeitet hatten, um ENIAC zu programmieren. Bis dahin kannten sich nur die von Neumanns und ein junger Physiker namens Nick Metropolis mit dem Computer aus.
32 Tage lang installierten sie das neue Steuerungssystem, überprüften den Code und ließen ENIAC Tag und Nacht laufen. John schrieb, Klara sei "nach der Belagerung in Aberdeen sehr heruntergekommen, habe 15 Pfund abgenommen und sich im Princeton Hospital einer allgemeinen körperlichen Untersuchung unterziehen müssen".
Als Anfang 1950 eine Gruppe von Meteorologen - Platzman, Smagorinsky, Jule Charney, Ragnar Fjørtoft und John Freeman - auftauchte, war ENIAC bereits seit über einem Jahr im neuen Modus für gespeicherte Programme tätig, was laut Platzman „großartig“ ist vereinfachte unsere Arbeit. “Diese Wissenschaftler hatten in den letzten Jahren Gleichungen entwickelt, um verschiedene Dynamiken in der Atmosphäre darzustellen, die in den Computer eingespeist werden konnten. In einem Brief schrieb Charney:
Die Atmosphäre ist ein Musikinstrument, auf dem man viele Melodien spielen kann. Hohe Töne sind Schallwellen, niedrige Töne sind lange Trägheitswellen, und die Natur ist eher ein Musiker des Beethoven-Typs als des Chopin-Typs.
ENIAC war nicht perfekt. Es konnte nur 400 Multiplikationen pro Sekunde erzeugen, so langsam, dass es rhythmische Tuckergeräusche erzeugte. Nachdem das Team über einen Monat lang rund um die Uhr gearbeitet hatte, verfügte es über sechs wertvolle Juwelen: zwei 12-Stunden- und vier 24-Stunden-Prognosen.
Dies waren nicht nur die ersten computergestützten Wettervorhersagen, sondern es war auch das erste Mal, dass es Wissenschaftlern gelungen war, ein physikalisches Experiment mit einem Computer durchzuführen. Dies löste eine Verschiebung des akademischen Denkens aus und verringerte die Kluft zwischen „reiner“ Mathematik und der Verwendung von Mathematik für sinnvolle, reale Anwendungen. Platzman hat seitdem darüber nachgedacht, dass "wir in einer Zeit leben, in der elektronische Wunder alltäglich geworden sind, wir gegen jedes Gefühl von Ehrfurcht und Erstaunen immun geworden sind" bei Dingen, die nur ein paar Jahrzehnte zuvor "buchstäblich unglaublich" waren.
Während dieser fünf Wochen war Klara ein fester Bestandteil. Sie hat den endgültigen Code für das Experiment überprüft. Sie war von Grund auf in ENIAC involviert und hatte laut Briefen und Tagebucheinträgen von Charney, Platzman und anderen Teammitgliedern eine wichtige Führungsrolle im Meteorologieprojekt. Neben der Leitung der Installation des Systems für gespeicherte Programme und der Schulung der Wissenschaftler zum Codieren in ENIAC war sie für das Stanzen und Verwalten der 100.000 Lochkarten des Experiments verantwortlich, die als Lese- / Schreibspeicher von ENIAC dienten.
„Wenn Sie 100.000 Karten haben, müssen Sie sicherstellen, dass Sie keine verlieren“, sagt John Knox, der seine Studenten an der University of Georgia über Klaras Beiträge zum meteorologischen Computing unterrichtet. "Wenn einer von ihnen ausfällt, ist das ganze Programm durcheinander."
Für diese schwierige, hochtechnische Arbeit, für die Knox ihr heute sicherlich eine Mitautorschaft einbringen würde, gab es nur ein kleines „Dankeschön“ im unteren Teil der Teamarbeit.
Weibliche Informatiker, die verschiedene Teile eines frühen Computers halten. Von links nach rechts: Patsy Simmers mit der ENIAC-Platine; Gail Taylor, die das EDVAC-Board hält; Milly Beck mit ORDVAC-Vorstand; Norma Stec mit BRLESC-I-Vorstand. (Foto der US Army, über historische Computerbilder der ARL Technical Library) In den 1940er-Jahren „war es reizvoller, sich mit Hardware als mit Software zu befassen“, sagt Knox. „Sie werden diese Bilder von [John] von Neumann und J. Robert Oppenheimer [Leiter des Manhattan-Projekts] sehen, die am Computer stehen und lächeln und angeben. Niemand kümmerte sich um Software; Es war in gewisser Weise ‚Frauenarbeit ', obwohl ohne die Software nichts funktioniert hätte.“ In Bezug auf das Meteorologieprojekt sagt Knox: „Es war, als wäre es weniger wichtig, wie‚ Oh, das ist nur etwas, was Klara ist Schlag 'ich denke. "
In den späten 1950er Jahren stellten Unternehmen wie IBM, Raytheon und Texaco Frauen für Programmieraufgaben ein, da sie wussten, dass sie fähig und geschickt waren. Tatsächlich schreibt sie in Janet Abbates 2012 erscheinendem Buch Recoding Gender, wie Frauen in den Fünfzigern und Sechzigern „sich über die Vorstellung lustig gemacht hätten, dass Programmierung jemals als männliche Beschäftigung angesehen werden würde.“ Aber als Perspektive auf den Wert von Computern und Programmierung Im Laufe der Zeit schrumpfte die Zahl der für diese Rollen eingestellten Frauen.
Klara ihrerseits hat nach dem Meteorologie-Projekt wenig bis gar nichts programmiert. John wurde 1956 in einen Rollstuhl gesperrt und erlag ein Jahr später Krebs, vermutlich aufgrund seiner Nähe zur Strahlung während des Manhattan-Projekts. Klara schrieb das Vorwort zu seinem posthumen Buch The Computer and the Brain, das sie dem Yale College 1957 vorstellte. Darin beschrieb sie kurz die Beiträge ihres verstorbenen Mannes auf dem Gebiet der Meteorologie und schrieb, dass seine „numerischen Berechnungen hilfreich zu sein schienen völlig neue Perspektiven eröffnen. “
Sie hat ihre eigene Rolle nie anerkannt. Doch ohne sie hätte es das Experiment, das die Grundlage für die moderne Wettervorhersage darstellte, wahrscheinlich nie auf den Weg gebracht. Wenn Sie das nächste Mal in Ihrer Wetter-App blättern, bevor Sie sich für einen Regenmantel entscheiden, denken Sie an Klara und ihre Berechnungen, mit denen dies möglich wurde.
