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巨星陨落,NASA 数学家凯瑟琳·约翰逊辞世

发布日期:2020-02-27 10:19浏览次数:

凯瑟琳·约翰逊(Katherine Johnson)于美国时间 2020 年 2 月 24 日早晨去世,享年 101 岁。

 

 

她是一位开创性的数学家,以对美国宇航局(NASA)的人类航天计划做出的贡献而闻名,并因 2016 年奥斯卡提名电影《隐藏的人物》中的角色而更加声名鹊起。

 

美国宇航局局长吉姆·布莱登斯汀(Jim Bridenstine)在推特上发表声明称,她是美国的英雄,她的光辉事迹永远不会被遗忘。同时表示 NASA 的家人永远不会忘记凯瑟琳·约翰逊的勇气,以及没有她我们不可能达到的里程碑,她的故事和她的风度继续鼓舞着世界。

 

 

 一路颠簸的学生时代

 

约翰逊于 1918 年 8 月 26 日出生在西弗吉尼亚州的乡村。她从小就表现出对数学的天赋,她在少年时期曾说:「我计算了一切!我计算了通往大街的台阶,通往教堂的台阶,洗过的餐具和银器的数量……可以计数的一切,我都计算了。」

 

她的梦想就是成为一名数学家。

 

约翰逊在 10 岁那年就读高中,但由于当时种族隔离的原因,她被禁止进入西弗吉尼亚州格林布里尔郡的高中。约翰逊最终在西弗吉尼亚州立学院(WVSC,现为西弗吉尼亚州立大学)的校园内专门为黑人学生提供高中课程的学校完成中学课程。

 

15 岁时,约翰逊便进入西弗吉尼亚州立大学就读。在大学期间她完成了学校中所有的数学课程,获取数学与法文两项学位。

 

在 1937 年,18 岁时,她以最优秀等级自学校毕业。毕业后,她移居维基尼亚州的马里恩,在一所高中担任教师,教授数学、法文与音乐。

 

当西弗吉尼亚州立大学于 1939 年决定合并其研究生院时,约翰逊和两名男生被选为该州旗舰学校西弗吉尼亚大学的首批黑人学生。约翰逊离开了她的教学工作,并加入了研究生数学课程。并于 1940 年完成了数学课程的修习,成为了非裔美国学者 William Schieffelin Claytor 的第三位博士。

 

 太空领域的数学奇才

 

在毕业后,约翰逊找到一份教师工作。在一次家族聚会中,其亲戚提及美国国家航空咨询委员会(NACA)中成立了新部门,正在征人。她投递了履历,并在 1953 年顺利成为这个新部门的员工之一,而这个部门也正是美国国家航空航天局(NASA)的前身。

 

这些被称为「计算机」的数学家分析了从飞行测试和飞机黑匣子收集的数据。由于她对解析几何学的理解,在她加入 NACA 仅仅两周后,她就被分配到了飞行研究部的机动载荷部门。在接下来的四年中,她一直分析飞行测试和飞机失事的数据。

 

当苏联人造卫星于 1957 年发射时,美国已经在努力将卫星送入太空。而人造卫星的首次亮相也导致了 NASA 的成立。由于约翰逊在 NACA 的工作,她是 1958 年被 NASA 雇用的第一批员工之一。

 

太空计划推向高潮,反过来也促使了凯瑟琳·约翰逊的晋升

 

作为航天器控制部门的技术人员,她为美国宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)于 1961 年进行的自由 7 号任务(美国的首次人类航天飞行)计算了路径。

 

1960 年,她成为航天领域第一位获得赞誉的女性,她的关于「确定方位角以将卫星放置在选定的地球位置上」的研究报告解释了描述轨道太空飞行的方程式,其中指定了飞船的着陆位置。

 

1962 年,对于约翰逊来讲是极为重要的一年。由于航天飞行任务的复杂性,NASA 与 IBM 合作建立了全球通信网络。他们在百慕大,卡纳维拉尔角和华盛顿特区建立了 IBM 跟踪站并将其链接到 IBM 计算机,以便工程师可以实时跟踪飞行情况。这些计算机已经按照轨道方程编程,可以控制「友谊」舱从发射到着陆的轨迹。

 

但是负责此次任务的宇航员约翰·格伦(John Glenn)表示,他担心将自己的生命交到机器手中很容易出错。当需要有人来验证计算时,格伦和航天局的其他成员则转向了约翰逊。

 

据 NASA 关于约翰逊的传记,格伦要求工程师在飞行前检查期间希望她使用在计算机上编程的相同数字,但要在她的台式计算器上运行。最终在约翰逊的验证无误下,友谊 7 号顺利完成了相关的任务。

 

约翰逊在研究中心的桌子上检查她的人工计算(图源 NASA)

 

1969 年她还帮助计算了阿波罗 11 号飞往月球的飞行轨迹。在登月期间,约翰逊和其他一些人围着一个小电视屏幕,看着人类迈出了月球上的第一步。

 

1970 年,约翰逊从事阿波罗 13 号登月任务。任务中止后,她在备份程序和图表方面的工作为机组人员返回地球铺平了道路,创建一个单星观测系统,使宇航员能够准确地确定其位置。

 

在她职业生涯的后期,约翰逊曾从事航天飞机计划,地球资源卫星以及制定前往火星的计划。并于 1986 年正式退休。

 

 姗姗来迟的荣誉

 

她在太空科学和计算机领域的先驱者所具有的社会影响力通过她所获得的荣誉以及她在科学生活中的榜样地位得以证明。

 

由于在友谊 7 号上的工作,约翰逊在 2015 年被授予美国总统自由勋章,这是美国最高的平民荣誉。在白宫仪式上,总统奥巴马在颁奖时发言称:「所有人都知道约翰·格伦不会飞,除非凯瑟琳·约翰逊核对数学。

 

2016 年,约翰逊被英国广播公司(BBC)评选为全球 100 位有影响力的女性。

 

2016 年 12 月发行的备受赞誉的电影《隐藏的人物》(Hidden Figures)是基于当年早些时候出版的同名非小说类书籍拍摄而成的。约翰逊与亨森一起出现在第 89 届奥斯卡金像奖上,得到了观众的热烈欢迎。

 

2017 年,NASA 为了纪念约翰逊在太空领域的突出贡献,在弗吉尼亚州汉普顿的兰利研究中心以凯瑟琳·约翰逊的名称命名了计算研究设施。在颁奖典礼上,副总监勒温谈到约翰逊时说:「全世界有数百万人观看了飞行员们的飞行,但当时他们不知道是让他进入太空并安全回家的计算是由今天的客人凯瑟琳·约翰逊完成的」。

 

约翰逊参加了以她的名字命名的新 Katherine G.Johnson 计算研究设施的剪彩仪式

 

同时作为活动的一部分,约翰逊还获得了宇航员前美国国家航空航天局教育副局长利兰德·梅尔文(Leland Melvin)的银史努比奖。通常被称为宇航员奖的银史努比奖授予那些为飞行安全和任务成功做出杰出贡献的人。

 

2019 年 5 月 17 日,IEEE 以总统奖表彰了其对美国首次和以后载人航天飞行(包括阿波罗 11 号)的成功所做的基本计算贡献。

 

此外,她还刊发了 26 篇论文及获得了许多学校的荣誉博士学位。

 

约翰逊的精神遗产是必不可少的,她帮助向世界展示美国太空计划的成功既不全是男性也全不是白人。她还证明了就杰出的数学家而言,性别和肤色都不重要。

 

此外,作为数学家,她的计算被 NASA 证明对阿波罗登月计划的成功和航天飞机计划的开始至关重要,就像对国家太空之旅的第一步一样。

 

正如《有的人》中的那句「有的人死了,他还活着」,伟大数学家凯瑟琳·约翰逊——一个来自美国西弗吉尼亚州的小女孩为她热爱的算术奉献一生的光辉事迹必定不会被人们遗忘。

 

凯瑟琳·约翰逊(图源 NASA)

 

参考资料:

https://en.wikipedia.org/wiki/Katherine_Johnson#cite_note-35

https://www.nasa.gov/content/katherine-johnson-biography