Ihmistietokoneet

Luonnontieteissä, monien muiden tieteiden tapaan, tarvitaan runsaasti suurten aineistojen analyysia. Havaintojen tuottama raakadata on käytävä perusteellisesti läpi, huomattava joukosta virheet, muutettava raakadata sellaiseen muotoon, että havaintotuloksia on mahdollista verrata teorioiden pohjalta laadittuihin hypoteeseihin ja niiden tuottamiin ennustuksiin, jotta hypoteesi (ja sitä kautta teoria) voidaan osoittaa oikeaksi, vääräksi tai säätöä (ja uusia hypoteeseja) vaativaksi. Raakadata ei välttämättä ole valmiita lukuarvoja, esimerkiksi tähtitieteessä aineiston analysointi voi tarkoittaa esimerkiksi satojen tai tuhansien valokuvalevyjen käymistä läpi, pistemäisten tähtien kirkkauden ja ja niiden (eri aikoina otettujen valokuvien) kirkkaudenvaihteluiden tai spektrien arvioimista.

Nykyään näitä operaatioita on mahdollista automatisoida tietokoneiden tehtäväksi, mutta tämä on suhteellisen uusi ilmiö: vielä suurimman osan 1900-lukuakin analyyseja tekivät taitavat matemaatikot ja taitavien matemaatikoiden muodostamat työryhmät, joita on (jälkijättöisesti) kutsuttu ”ihmistietokoneiksi”. Merkittävä osa näistä analyytikoista oli naisia.

Tähtitieteen historia tuntee lukuisia naisia, joiden analysointitaitojen ansiosta ala on hypähtänyt merkittäviä askelia eteenpäin. Annie Jump Cannonin yli sata vuotta sitten spektrien analyysin perusteella kehittämä tähtien pintalämpötiloihin perustuva luokitusjärjestelmä on pääpiirteissään edelleenkin käytössä, ja hänen ansiostaan meidän Aurinkomme tunnetaan ”G2-luokan tähtenä”.

Vähän ennen ensimmäistä maailmansotaa Henrietta Swan Leavitt havaitsi ns. kefeidimuuttujien kirkkausvaihteluiden jakson pituuden ja tähden kirkkauden välisen suhteen, jonka avulla pystyttiin ensi kertaan osoittamaan, että galaksit ovat Linnunradan ulkopuolisia, tavattoman kaukaisia ”saarimaailmankaikkeuksia” eivätkä mitään Linnunradan sisäisiä tähtiryppäitä – ja kunkin galaksin  etäisyys pystyttiin arvioimaan varsin luotettavasti. (Leavitt olisi saanut työstään vuoden 1926 fysiikan nobelin, ellei Ruotsin tiedeakatemialle olisi viime hetkellä selvinnyt, että hän oli ehtinyt kuolla muutamaa vuotta aikaisemmin.) Ilman Leavittin pohjatyötä Edwin Hubblella ei olisi ollut mahdollisuuksiaa tehdä niitä havaintoja, jotka osoittivat maailmankaikkeuden laajenevan.

Kymmenkunta vuotta myöhemmin Cecilia Payne-Gaposchkin havaitsi vedyn olevan maailmankaikkeuden yleisin alkuaine. Työnsä ansiosta hänestä tuli Harvardin ensimmäinen tähtitieteestä väitellyt nainen ja myöhemmin yliopiston ensimmäinen naisprofessori.

Avaruuslentojen aamunkoitossa ”ihmistietokoneiden” tarve kasvoi aivan uusiin mittoihin. Kesti hyvin pitkään, ennen kuin tietokoneiden tehot riittivät laskemaan avaruusalusten lentoratoja Maan (ja myöhemmin Kuun) gravitaatiokentän ja ilmakehän muodostamassa äärimmäisen mutkikkaassa järjestelmässä, ja kesti vielä kauemmin ennen kuin tietokoneiden tuottamat laskelmat olivat niin luotettavia, että niiden varassa uskallettiin lähettää ihmishenkiä hengenvaaralliselle matkalle (ja vielä kaiken lisäksi televisiokameroiden jatkuvassa tulituksessa).

Matemaatikko Dorothy Vaughan (1910–2008) kokosi NASA:n tutkimuskeskukseen Virginian Langleyyn armottoman taitavan naismatemaatikko- ja insinööriryhmän, jonka jäsenet – muiden muassa Mary Jackson (1921–2005)  ja Katherine Johnson (s. 1918) – olivat, heidän johtajansa Vaughanin tavoin, amerikkalaisten perverssin ”rotuun” perustuvan luokittelujärjestelmän mukaan ”mustia”. Tämä tarkoitti, etteivät he saaneet esimerkiksi käyttää samoja vessoja kuin laitoksen muut (naispuoliset) työntekijät, ja luultavasti tästä syystä ryhmän olemassaolosta oltiin muutenkin enemmän tai vähemmän hys ja hys. Astronautit itse kyllä tiesivät, keiden työn varassa heidän elämänsä ja uransa oli, ja he arvostivat tätä korvaamatonta työtä. Ensimmäisenä Maapallon kiertäneen amerikkalaisen John Glennin (1921–2016) kerrotaan kieltäytyneen nousemasta Mercury-kapseliinsa ennen kuin ”tyttö” – neljäkymmentäkolmevuotias Katherine Johnson – ”on tarkastanut luvut”. Sittemmin Johnson laski myös ensimmäisen kuulennon sekuntiaikataulut ja oli mukana vielä avaruussukkulaohjelmassa.

Katherine Johnson

Iloinen asia on, että nyt 98-vuotias Katherine Johnson on elänyt riittävän pitkään saadakseen nähdä, että hänen ja hänen työtoveriensa uurastus on lopultakin tuotu esiin ja palkittu. Barack Obama myönsi 2015 hänelle korkeimman siviilihenkilölle annettavan kunniamerkin, Presidentin Vapausmitalin. NASA:n matemaatikkoryhmästä on tehty myös tuore näytelmäelokuva Hidden Figures Margot Lee Shetterlyn samannimisen tietokirjan pohjalta. Toinen tuore kirja, Dava Sobelin The Glass Universe: The hidden history of the women who took the measure of the stars kertoo tähtitieteen ”naistietokoneista”. Itse olen kirjoittanut tämän bloggauksen New Scientistin tammikuun 21. päivän numero Katherine Johnsonia ja ”naistietokoneita” käsittelevien artikkelien (sekä Wikipedioiden) pohjalta.

Viestin kategoriat: reilu peli, tekniikka, tieteet. Pysyvä linkki viestiin.

2 vastausta kirjoitukseen Ihmistietokoneet

  1. avatar hdcanis kirjoittaa:

    Kiinnostava katsaus alueeseen josta ei ainakaan tähtitieteen tuntijoiden ulkopuolella ole juuri kuullut.
    Mainitsen tässä vaiheessa myös että ainakin gammasäteilyn spektroskopiassa ihmisanalysaattori on yhä parempi tunnistamaan ja määrittämään piikkejä kuin normaali tietokone, täysautomaatio ei ole ollut mahdollista kun aina pitää ainakin tarkistaa: ilmeisesti siinä tarvitaan vähän sellaista ”fuzzy logic”ia jonka ihminen osaa paremmin. (ja sitten kun tunnistus on tehty, niin kone tietysti raksuttaa niihin liittyvät numeroarvot nopeasti)

    • avatar jPekka kirjoittaa:

      Tiedelehdistössä näistä laskentaryhmistä on ollut jonkun verran puhetta. Neil DeGrasse Tyson toi niiden työtä mainiosti esiin erinomaisessa Cosmos-sarjassaan. Ja Apollo-alusten tietokoneiden pääohjelmoijasta Margaret Hamiltonista kiertää tietysti suosittu meemikin (jossa Hamilton seisoo lähes itsensä korkuisen koodiprinttipinon vieressä).

      Dorothy Vaughanin ryhmästä tai Katherine Johnsonista en minäkään pahemmin tiennyt. Mutta tieteessä tieteen ulkopuolelle näkyvät huippuyksilöt ovat huippuyksilöitä vain siksi, että heillä on tilaisuus seistä niin monien muiden harteilla.