一个耀眼的女性科学明星——被誉为第一位

从事性别研究的已故美国学者迈拉·萨克 (Myra Sadker) 曾说过:“如果癌症治疗的秘诀在女性大脑中,我们可能永远也找不到它。” 在纽约大学工程学院,我们的新生班只有几个女生。今天的情况稍微好一些,但是工程教育中男女比例还是有很大差别的。我想知道为什么不可能像我在布朗克斯 PS 32 小学一年级时那样准确地拥有 50/50 的男女比例?4QXednc

在 1800 年代初期,女性没有投票权,年轻女性在学校选择的科目非常有限,无法上大学。在男性主导的科学界,有一位耀眼的女性科学明星,号称是第一位计算机科学家,她就是Ada Lovelace。

图 1:Ada Lovelace 30 岁左右的罕见银版照片。(图片由 Loretta Taranovich 和计算机历史博物馆提供)4QXednc

我最近参观了位于加利福尼亚州山景城的计算机历史博物馆,正好赶上 Lovelace Ada 伯爵夫人诞辰 202 周年,展出了她的一些照片和信件/手稿。我想借此机会感谢利顿伯爵的家人、牛津大学博德利图书馆、牛津萨默维尔学院、伦敦科学博物馆、伦敦国家肖像画廊和杰弗里邦德等赞助。4QXednc

洛夫莱斯是著名诗人拜伦唯一的合法女儿。拜伦在妻子和刚出生的女儿只有一个月大的时候就抛弃了她。洛夫莱斯的母亲,担心女儿会“感染”拜伦尼克的“疯狂”,决定让她远离文学和艺术,将她引向数学和科学领域。4QXednc

从 5 岁起,艾达·洛芙蕾丝接受了一系列严格的教育,由她的母亲拜伦夫人亲自监督。她是一个富有想象力的孩子。这样的教育培养了她对数学和科学的兴趣,她对力学着迷。4QXednc

整个 1828 年,她写信给她的母亲,说她试图用纸、丝绸或羽毛制作翅膀,这样它们就可以飞了。这种想象力最终使她参与了一个由蒸汽机驱动的飞行器的项目。4QXednc

后来Charles Babbage的分析引擎(图3)给了Lovelace很大的启发。这个引擎是第一个具有现代线条设计的计算引擎,巴贝奇被誉为“计算之父”。4QXednc

洛夫莱斯和巴贝奇深入研究了“柯尼斯堡七桥问题”的数学:有一条小河流过的公园,河上的两个小岛,以及连接两个岛和河岸的七座桥。步行者如何一次走完七座桥,不重复不遗漏,最后回到起点(图2)?在现代计算机网络领域,也有类似的数据处理问题。4QXednc

图 2:还有与勾股定理相关的三角形和正方形,以及数字 1 到 9 的“魔方”,其中行、列和对角线之和为 15。 4QXednc

1821 年,巴贝奇开始设计 1 号差分机,用于计算和制表多项式函数。该设计设想了一台可以自动计算一系列值并将结果打印在表格中的机器。打印设备是设计的一部分,它与计算部分机械集成。差分机一号是第一个完整的自动计算引擎设计(图3)。4QXednc

图3:巴贝奇的1832差速发动机一号包含200个零件,图示仅为整机的1/7。(图片由 Loretta Taranovich 和计算机历史博物馆提供)4QXednc

巴贝奇的分析引擎原则上可以计算任何公式。在图 4 中,计算单元“Mill”位于左侧,内存(也称为“Store”)位于右侧。三种不同类型的穿孔卡片形成输入数据和指令。4QXednc

图 4:当计算需要循环时,复杂的机制会移动块。Babbage 的设计理念是不断跟踪不同部分之间的交互。(图片由 Loretta Taranovich 和计算机历史博物馆提供)4QXednc

Lovelace对科学,尤其是数学有很强的想象力,所以她能够理解巴贝奇差分机的工作原理和潜力。1833 年,在她 17 岁的第一年,她有幸成为一小部分人中的一员,看到了巴贝奇差动发动机的原型。这开始了他们的友谊,一直持续到她 1852 年 36 岁去世。最终,Lovelace 对 Babbage 的分析引擎设计有了深入的了解。4QXednc

巴贝奇系列机械计算机设计项目中最雄心勃勃的是分析引擎,但它从未建成,但洛夫莱斯在其上写了一篇非凡的论文,“查尔斯巴贝奇发明的分析引擎草图。查尔斯巴贝奇)”,发表于 1842 年其中一种形式,通常被描述为“第一个计算机程序”,是对未来计算机的挑战及其创造和创新潜力,甚至是音乐创作的远见卓识。4QXednc

巴贝奇称洛夫莱斯为“数字妖精”。Lovelace 准备发表她的论文,这使她与 Babbage 的关系紧张。Lovelace希望继续与他合作,但为未来的合作设定了一些严格的条件。他们仍然是朋友,但从那以后就没有合作过。4QXednc

Lovelace 的设计思维超越了 Babbage 的观点,即 Babbage 只是将计算机视为数字的操纵者,而 Lovelace 则专注于计算机的创造性可能性和局限性,这是我们在当今电子世界中需要应对的。4QXednc

巴贝奇从未写过关于他的设计的文章计算机程序有几种语言,但在 1840 年,他在都灵大学做了一次相关的讲座。参加讲座的工程师和数学家 Luigi Federico Menabrea 用法语发表了讲座的成绩单。1842 年,Lovelace 受惠斯通委托将 Menabrea 的论文翻译成英文,并添加了大量的注释,使其长度增加了两倍。她的笔记包含由通用计算机执行的第一个计算伯努利数的算法,这通常被认为是历史上第一个计算机程序。4QXednc

她的笔记还包含在随后的学术辩论中提出的两个重要想法:4QXednc

1. “例如,鉴于和声科学与音乐作品中高音之间的基本关系容易受到这种表达和适应性的影响,引擎可能能够编写任何复杂的音乐作品。” – 这在计算和音乐领域经常被引用。4QXednc

2.“分析引擎不会创造任何东西,它可以做我们告诉它做的任何事情。它还可以跟踪分析,但它无法预测任何分析关系或事实。它的价值在于帮助我们做我们已经熟悉的事情。”——这在计算机和创造力的讨论中经常被引用,特别是在数学家图灵的“模仿游戏”论文和人工智能学者玛格丽特博登的“洛夫莱斯问题”中。4QXednc

她超越了“思考”机器,进入了生物过程的生物物理和数学模型。4QXednc

洛夫莱斯因癌症过早去世,享年 36 岁。如果她活得更久,我们无法想象她还能做出什么更重要的科学贡献。4QXednc

一种新的编程语言:Ada

Alan Turing 在他的计算机思维中借鉴了 Lovelace 的想法,计算机科学家以她​​的名字命名了一种编程语言计算机程序有几种语言,许多致力于科学女性的项目都以“Ada”命名。4QXednc

1980 年代初期,开发了 Ada 编程语言。它主要用于高完整性/安全领域,包括商业和军用航空飞行设备、空中交通管制、铁路系统和医疗设备。如果你有兴趣,可以在网上找到更多关于 Ada 编程使用的信息。4QXednc

Lovelace 一直是科学界年轻女孩和女性的励志榜样,我们需要给年轻女性更多探索工程科学领域的机会。4QXednc

请与我们分享您的想法。EDN 将一如既往地期待您的意见。4QXednc

原文发表于EDN US网站,参考链接为Ada Lovelace and Charles Babbage: 19th century math brilliance,Jenny Liao编译。4QXednc

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