早在电子机器之前,"计算机"就是一个个人——往往是女性——的工作头衔,他们用手或机械计算器进行数学计算:天文台,火炮轨迹,NASA轨道路径. 电子计算机接管了20世纪50年代和60年代的计算,当工作消失时,它已经借给了机器它的名字。
Human computer已不复存在。这里整理是什么消灭了它,以及哪个职业接手了那份工作。
当时还发生了什么
Lovelace在翻译一篇关于Charles Babbage未建成的分析引擎的意大利论文时,补充了一个说明,描述了机器如何一步步计算伯努利数字——通常被引用为第一个公布的计算机程序.
赫尔曼·霍勒里斯(Herman Hollerith)的冲锋牌制表机大约在一年时间里处理美国人口普查,这项工作用了近8年的人工计算;他的公司后来成为IBM的一部分.
凯·麦克努尔蒂(英语:Kay McNulty),让·詹宁斯(Jean Jennings),贝蒂·斯奈德(英语:Betty Snyder),马琳·韦斯科夫(英语:Marlyn Wescoff),弗朗·比拉斯(英语:Fran Bilas)和露丝·利赫特曼(英语:Ruth Lichterman)通过物理设置开关和插接电缆在宾夕法尼亚大学实施房间大小的ENIAC程序,没有手动语言和编程语言来指导他们.
Hopper在Remington Rand的A-0系统将符号数学符号自动翻译为机器代码,取代了手抄子例程地址的容易出错的做法——自此以后每个编译器的直系祖先.
电子计算机出现前,NACA及后来的NASA等机构雇用整室数学家—— disproportionately 为女性,包括兰利的凯瑟琳·约翰逊与多萝西·沃恩——用手或机械计算器完成轨迹与气动计算。1950年代末起电子计算机接管 raw 计算,幸存专家被改称为“航空航天技师”或工程师,而非 outright 替换。
滑翔机与气动理论诞生
凯利1799年图解与莱特1903年飞行之间,空气动力学几乎全靠无动力滑翔与风洞实验发展。奥托·李林塔尔1890年代在德国完成并记录2000余次滑翔飞行后于1896年坠亡,莱特兄弟仔细研读其数据;他们在俄亥俄代顿自建风洞,修正李林塔尔公布的升力表后才尝试动力飞行。该时代核心教训——理论须用可重复、带仪器的试验检验——成为该领域 defining 习惯。
当时还发生了什么
奥维尔与威尔伯·莱特12月17日在北卡罗来纳基蒂霍克以“飞行者一号”飞行12秒——重于空气飞行器首次持续、可控、动力飞行。
路德维希·普朗特在海德堡数学大会上提出边界层理论,化解理论与观测阻力长期矛盾,为工程师准确计算升力与阻力提供工具。
美国国会设立国家航空咨询委员会以协调政府航空研究,该机构1958年改组为NASA,并标准化了该领域早期大量试验方法。
汉斯·冯·奥海因涡轮喷气发动机驱动的He 178于8月27日在德国罗斯托克附近首飞——弗兰克·惠特尔领导的英国平行项目两年后亦飞。
电子计算之前,工程事务所雇整屋"计算机"——20世纪初起日益是女性——用手与计算尺苦干应力表、测量归算与水力计算。电子计算机与有限元软件一代人内抹去职衔,但其持有人的工作静静坐在1960年前设计的每座坝与桥内。
运河、铁路与铁的英雄时代
斯米顿命名职业,法国办学,英国工业革命使其成名:特尔福德的道路与渡槽、斯蒂芬森父子的铁路、布鲁内尔的大西部铁路与轮船、巴泽尔杰特的伦敦下水道、罗布林一家的布鲁克林大桥。工程师成为公众英雄——特尔福德1834年葬于威斯敏斯特教堂——而新机构、期刊与大学课程把学徒手艺变成教授、考试的学科。
当时还发生了什么
三位年轻工程师在伦敦咖啡馆创办土木工程师学会;托马斯·特尔福德1820年任首任会长,1828年赢得皇家特许状。工程获得现代职业的机器——会员标准、期刊与考试。
利兹砖匠约瑟夫·阿斯普丁为"波特兰水泥"申请专利,因其外观像名贵波特兰建筑石。与世纪后半叶的钢筋结合,成为世界所知的混凝土——今日地球上使用最多的人造材料。
主跨486米,当时世界最长、第一座大型钢索悬索桥,十四年建设后开通;设计师约翰·罗布林身亡,其子华盛顿致残。华盛顿之妻艾米丽·沃伦·罗布林至此已有效主持工程逾十年,开通日率先过桥。
开通四个月后,世界第三长悬索跨在68公里/时风中扭断,影像至今工程学生仍观看。"跳跃的格蒂"迫使空气动力学进入桥梁设计,成为职业常设教训:结构可满足一切静力计算却仍失效。
在电子计算机之前,物理研究小组——包括洛斯阿拉莫斯的曼哈顿项目——雇用了不成比例的妇女来进行重复的数字计算,这种理论需要用手或用机械计算器检查。 ENIAC(1945年)等电子计算机及其继任者在1950年代接管了这项工作,职称也随之消失.
古典物理学成熟
牛顿力学扩展到热力学,统计力学,并通过法拉第的实验和马克斯韦尔的方程式,对光本身进行预测的电磁学全理论是电磁波. "物理学家"一词是在1840年才由英国多玛特人威廉·薛尔(英语:William Whingell)发明的,因为各大学开始为一个已经超越了自然哲学的古老标签的学科创建专门的椅子和期刊.
当时还发生了什么
詹姆斯·克莱普尔·麦克斯韦尔(James Cleffer Maxwell)出版的方程式显示,电力和磁力是一个领域的两个面,光本身是电磁波以可预测的速度运行.
马克斯·普朗克(Max Planck)显示,热物体的辐射只有在离散包中释放能量时才与观测相匹配,或者四位数——他把这种假设当作数学伎俩,最终用来描述一些真实的东西.
在伯尔尼担任专利员,阿尔伯特·爱因斯坦在一年之内发表四篇论文,内容涉及特殊相对论,光电效应和布朗运动,重塑物理学对空间,时间,质量和光线的基本概念.
Enrico Fermi的团队开始了芝加哥Pile-1,这是第一个人造自维持的核链反应,在芝加哥大学足球场下建造——当物理学不再是一个小团体学科,成为州级的"大科学".
早在电子计算机出现之前,一批批工作者——其中女性占比格外高,比如自1880年代起在哈佛学院天文台为恒星编目的“哈佛计算员”,以及NASA的凯瑟琳·约翰逊、多萝西·沃恩与玛丽·杰克逊,她们一直手工计算轨道轨迹到1960年代——完成了如今由软件承担的数学劳动。电子计算机在变得可靠且价格合理之后的一代人时间内,就吸纳了这一角色。
为生者与死者计数
1662年,伦敦服饰用品商约翰·格朗特发表了对这座城市教区死亡记录的统计分析,这是已知最早依靠收集数据、而非个别轶闻得出一般性结论的尝试之一。比利时天文学家阿道夫·凯特勒在1830年代以他的“社会物理学”拓展了这一思路,把统计分布应用到人类特征上。弗洛伦斯·南丁格尔在1858年把这一传统带入实用说服领域,用一幅呈现克里米亚战争死亡率数据的极区图,说服英国陆军部相信,杀死大多数士兵的是恶劣的卫生条件,而非战斗本身——她也因此成为第一位当选英国皇家统计学会会士的女性。
当时还发生了什么
威廉·西利·戈塞特是都柏林健力士啤酒厂的一名统计学家,他以笔名“Student”发表了《均值的概然误差》,因为健力士禁止员工以真名发表文章,由此引入了此后一直用于小样本分析的t分布。
罗纳德·费舍尔在罗森斯特实验站分析了数十年的作物产量数据后,出版了这本确立方差分析与现代实验设计为标准统计实践的著作。
耶日·内曼与埃贡·皮尔逊的论文《论统计假设最有效检验问题》,为统计学提供了以量化误差率来判定结果是否显著的现代框架。
约翰·图基的论文《数据分析的未来》主张,分析真实数据应被承认为一门有自身方法的独立科学,而不是数理统计学的一个次要分支。
英国1767年创立的《航海历书》,最初由一个分散的自由职业人力计算员网络负责计算;哈佛学院天文台自1879年起雇佣女性,以每小时约25至30美分的报酬测量并分类玻璃底片上的恒星;而NASA的计算团队——因凯瑟琳·约翰逊而闻名——把这门行当延续到了太空时代。电子计算机在一代人的时间内就抹去了这个职位名称——尽管这个词本身仍留在每张办公桌上。
望远镜改变了问题
伽利略的望远镜让天空从一片光点图案变成了一处有山川地貌的地方;开普勒定律把行星表变成了物理学;1687年牛顿的《原理》把二者一并解释清楚。巴黎(1667年)与格林尼治(1675年)的国家天文台把天文学家纳入国家薪俸体系,专门用于校准经度与时间;1781年,寓居英国的汉诺威音乐家威廉·赫歇尔在自家后院发现了天王星,使太阳系已知的范围扩大了一倍。
当时还发生了什么
在柯尼斯堡,弗里德里希·贝塞尔测得天鹅座61的年视差约为三分之一角秒,据此推算其距离约为十光年。这项测量——托马斯·亨德森与威廉·斯特鲁维差一点抢先完成——终结了一场持续了两千年、关于恒星距离能否被测知的争论。
根据小麦哲伦云的照相底片,哈佛“计算员”亨丽埃塔·斯万·勒维特证明,一颗造父变星的脉动周期揭示了它的真实亮度,从而把造父变星变成了距离标尺。此后所有测量出的宇宙距离,包括哈勃的测量,都建立在这一发表于一份三页通告上、署名却是天文台台长的关系式之上。
利用威尔逊山天文台的100英寸望远镜、主要由维斯托·斯里弗与米尔顿·休梅森测得的红移,以及勒维特定律给出的距离,埃德温·哈勃证明星系的退行速度与距离成正比。乔治·勒梅特早在1927年就已在一份法语比利时期刊上从理论上推导出同样的规律;2018年,国际天文学联合会投票将其更名为哈勃-勒梅特定律。
1967年11月28日,剑桥博士生乔斯林·贝尔·伯内尔确认,她的射电巡天图纸上一段约六毫米长、反复出现的“杂讯”其实是一个每1.337秒脉动一次的信号源——这是第一颗脉冲星,一颗高速自转的中子星。1974年,这项发现的诺贝尔奖却颁给了她的导师安东尼·休伊什,这一遗漏至今仍有争议。
两个世纪里,“计算员”一直是一个职位名称:一批批人靠手工计算,从英国《航海历书》始于1767年的居家计算员网络,到哈佛天文台的女性计算员,再到NASA的西区计算部门——凯瑟琳·约翰逊正是在那里核算约翰·格伦坚持要有人验证过才肯飞的轨道数据。电子计算机在ENIAC于1945年问世后大约十年内就抹去了这门行当——机器甚至连这些从业者的称呼都一并接管了。
宫廷、学会与微积分
文艺复兴与启蒙时代的数学家靠赞助为生:卡尔达诺与塔尔塔利亚为了名声和学生公开进行解方程决斗,而欧拉的整个职业生涯都由圣彼得堡与柏林的帝国科学院支薪,拉格朗日则应腓特烈大帝之邀接替了他的位置。牛顿与莱布尼茨建立起让数学成为新物理学引擎的微积分——他们之间的优先权之争表明,无论过去还是现在,功劳都是这门职业真正的通货。
当时还发生了什么
如今藏于哥伦比亚大学的一块巴比伦泥板,用六十进制记录了十五行勾股数组,证明系统性数论比毕达哥拉斯早了一千年。它出自一种文士文化,其泥板屋学校为神庙与宫廷行政培养专业计算人员——这是世界上最早的制度化数学教育。
1900年8月8日,在巴黎举行的国际数学家大会上,大卫·希尔伯特提出了一份二十三个未解问题清单中的十个,并宣称在数学中“我们必须知道,我们必将知道”——不存在不可知之事。这份清单引领了此后一百年的研究方向;包括黎曼猜想在内的多个问题,至今仍未解决。
在维也纳,年仅25岁的库尔特·哥德尔证明,任何丰富到足以包含算术的相容形式系统,都包含它自身无法证明的真命题。这一结果摧毁了希尔伯特把全部数学建立在一个完备公理基础之上的宏大计划,也永久改变了数学家能够诚实地对自己的学科作出何种断言。
伊利诺伊大学的肯尼斯·阿佩尔与沃尔夫冈·哈肯证明了四种颜色足以给任何平面地图着色,动用约1200小时的计算机时间,检验了近两千种没有任何人能凭手工验证的组态。该系数学系一度把邮资戳盖成“四色足矣”,而哲学家们则争论一个无法被人核验的证明是否算数——这是计算机辅助数学的第一场大危机。
早在电子计算机出现之前,工作团队——其中女性比例过高,例如从 1880 年代起在哈佛学院天文台对恒星进行编目的“哈佛计算机”,以及 20 世纪 60 年代手动计算轨道轨迹的 NASA 凯瑟琳·约翰逊、多萝西·沃恩和玛丽·杰克逊——就完成了现在由软件完成的数学工作。电子计算机在一代人的时间里扮演着变得可靠和负担得起的角色。
数着生者和死者
1662 年,伦敦服饰商约翰·格朗特 (John Graunt) 发表了对该市教区死亡记录的统计分析,这是已知的最早尝试从收集的数据而不是个人轶事中得出一般结论的尝试之一。比利时天文学家 Adolphe Quetelet 在 1830 年代通过他的“社会物理学”扩展了这一想法,将统计分布应用于人类特征。 1858 年,弗洛伦斯·南丁格尔 (Florence Nightingale) 将这一传统付诸实践,使用克里米亚战争死亡率数据的极地图让英国陆军部相信,造成大多数士兵死亡的是恶劣的卫生条件,而不是战斗,她成为在此过程中第一位当选英国皇家统计学会会员的女性。
当时还发生了什么
都柏林吉尼斯啤酒厂的统计学家威廉·西利·戈塞特 (William Sealy Gosset) 以笔名“学生”出版了《平均值的可能误差》,因为吉尼斯啤酒禁止员工以自己的名义发表文章,从此引入了小样本分析中使用的 t 分布。
罗纳德·费舍尔(Ronald Fisher)分析了洛桑实验站数十年的农作物产量数据,出版了这本书,该书将方差分析和现代实验设计确立为标准统计实践。
Jerzy Neyman 和 Egon Pearson 的论文“关于统计假设最有效检验的问题”为统计学提供了现代框架,用于通过量化的错误率来决定结果是否显着。
约翰·图基 (John Tukey) 的论文《数据分析的未来》认为,分析真实数据应该被视为一门具有自己方法的独特科学,而不是数理统计的一个次要分支。
在电子计算机出现之前,统计和经济计算靠的是成排的职员——常常是女性——用手和机械计算器,一遍遍演算指数、生命表和国民账户。早期计量经济学正是靠他们的劳动运转:瓦西里·列昂季耶夫对美国经济的投入产出表,需要经年累月有组织的人工计算。电子计算机在到来后大约十年内,就抹去了这个职业。
古典政治经济学
斯密的《国富论》给了这门学科一部奠基文本,此后一个世纪英国政治经济学一直占据主导:李嘉图论贸易与地租,马尔萨斯论人口,约翰·斯图尔特·穆勒1848年集大成的《原理》,以及马克思在大英博物馆阅览室里写下的异议式批判。这一时期的经济学是公开的、论战性的、技术门槛不高,足以让议员们互相争论——争议之大,以至于托马斯·卡莱尔在1849年一篇攻击政治经济学家反对以市场应支配劳动为由主张废除奴隶制的文章中,给它贴上了“沉闷科学”的标签。
当时还发生了什么
曼彻斯特的威廉·斯坦利·杰文斯和维也纳的卡尔·门格尔各自独立出版著作,将价值奠基于边际效用——下一单位的价值——洛桑的莱昂·瓦尔拉斯则于1874年完成了这三人组。以边际为思考单位,成为这个学科的标志性习惯,也是它通向微积分的桥梁。
阿尔弗雷德·马歇尔的《经济学原理》作为长达四十年的主流教材,普及了供需图,也让“经济学”一词取代了“政治经济学”。随着美国经济学会1885年成立,新的期刊和教职不断增加,经济学从一位绅士的业余爱好变成了一份职业。
在大规模失业的背景下,约翰·梅纳德·凯恩斯出版了《就业、利息和货币通论》,主张经济体可能陷入长期萧条,只有政府支出才能将其拉出。这本书创立了宏观经济学这一领域,并在十年之内,为各国政府创造了对经济学家的持续需求。
1944年7月,来自44个国家的代表团在新罕布什尔州布雷顿森林的华盛顿山酒店会晤,设计战后货币秩序。首席谈判代表——代表英国的凯恩斯、代表美国的哈里·德克斯特·怀特——都是经济学家,他们创立的机构,国际货币基金组织和世界银行,成为这个行业最大的两个雇主。