Quando il computer era donna
Prima di diventare una macchina, il computer era un mestiere. Tra Ottocento e Novecento molte donne lavorarono come calcolatrici umane, trasformando osservazioni e misure in dati utilizzabili dalla scienza. Un lavoro considerato subordinato, ma destinato a diventare centrale nella scienza moderna
Prima che diventasse una macchina, il computer era una persona. Misurava, confrontava dati, consultava tavole ed eseguiva calcoli che potevano richiedere ore o giorni di lavoro.
Tra la fine dell’Ottocento e la prima metà del Novecento la quantità di dati prodotti dalla ricerca aumentò rapidamente. Astronomia, meteorologia, geodesia, studio delle maree e aerodinamica richiedevano ormai un lavoro di calcolo che i singoli scienziati non riuscivano più a svolgere da soli.
Servivano persone incaricate di elaborare quelle osservazioni e trasformarle in dati utilizzabili. In molte istituzioni scientifiche questo compito venne affidato soprattutto alle donne, che lavoravano come human computers.
Non tutti i computers erano donne, ma in alcuni osservatori e laboratori il calcolo divenne un’attività fortemente femminilizzata. In diverse istituzioni pesarono anche ragioni economiche e gli stereotipi dell’epoca, che associavano alle donne qualità come precisione e pazienza e permettevano di impiegarle con salari inferiori a quelli degli uomini.
Donne che difficilmente avrebbero avuto accesso alle posizioni scientifiche più prestigiose si trovarono così a lavorare ogni giorno a stretto contatto con una delle risorse che stavano diventando centrali nella scienza moderna: i dati.
Quando il cielo produsse troppi numeri
Uno degli esempi più conosciuti è quello dell’Harvard College Observatory.
Negli ultimi decenni dell’Ottocento la fotografia stava trasformando l’astronomia. Il cielo poteva essere registrato su lastre di vetro e studiato anche molto tempo dopo l’osservazione. Ma ogni nuova fotografia aggiungeva stelle da identificare, luminosità da misurare e spettri da confrontare.
Sotto la direzione di Edward Charles Pickering, l’osservatorio iniziò ad assumere donne per affrontare quell’enorme quantità di lavoro. Le Harvard Computers esaminavano le lastre fotografiche, misuravano e classificavano gli spettri, cercavano stelle variabili e compilavano cataloghi. Durante i decenni della direzione di Pickering furono oltre ottanta.
Il confronto sistematico di migliaia di stelle permetteva anche di riconoscere differenze e regolarità. Williamina Fleming, nata in Scozia e con un passato da insegnante, contribuì ai primi grandi lavori di classificazione degli spettri stellari realizzati ad Harvard. Henrietta Swan Leavitt, formatasi tra Oberlin e il futuro Radcliffe College, studiando stelle variabili nelle Nubi di Magellano riconobbe nelle Cefeidi la relazione tra il periodo delle loro variazioni e la luminosità. Annie Jump Cannon, laureata al Wellesley College e poi specializzatasi in matematica, fisica e astronomia, classificò centinaia di migliaia di stelle e contribuì a costruire la sequenza spettrale O, B, A, F, G, K, M che ancora oggi costituisce la base della classificazione stellare.
Quel patrimonio di dati sarebbe stato utilizzato anche dalla generazione successiva di astronomi. Quando l’astrofisica anglo-statunitense Cecilia Payne arrivò ad Harvard negli anni Venti, lavorò sul grande patrimonio di spettri e classificazioni costruito nell’osservatorio, utilizzando le nuove conoscenze della fisica atomica per affrontare una domanda importante: di che cosa sono fatte le stelle? La risposta avrebbe cambiato l’astrofisica: idrogeno ed elio sono enormemente più abbondanti nelle stelle degli elementi più pesanti.
Un fenomeno internazionale
Harvard non era un’eccezione isolata. Negli stessi decenni, in paesi diversi, gli osservatori si trovavano davanti allo stesso problema: la scienza produceva più dati di quanti gli astronomi riuscissero a elaborare.
A Cambridge, in Inghilterra, Harriet Hardy fu la prima donna impiegata come computer all’osservatorio. Nel 1879 le succedette la matematica Annie Walker, inizialmente assunta per eseguire calcoli sulle osservazioni di stelle e pianeti. Walker venne però presto formata anche come osservatrice e negli anni successivi effettuò migliaia di osservazioni astronomiche proprie. Anche a Cambridge la possibilità di impiegare donne con una buona preparazione matematica era considerata vantaggiosa dal punto di vista economico.
A Parigi la fotografia astronomica produsse una quantità di lavoro ancora maggiore. Nel 1887 era stato avviato il grande progetto internazionale della Carte du Ciel, che coinvolse osservatori di varie parti del mondo con un obiettivo smisurato: fotografare sistematicamente il cielo e determinare la posizione di milioni di stelle.
All’Observatoire de Paris venne creato nel 1892 un apposito Bureau des mesures. A dirigerlo fu Dorothea Klumpke, matematica e astronoma che era entrata nell’osservatorio pochi anni prima. Il compito del gruppo era trasformare le immagini delle lastre fotografiche in misure e coordinate stellari.
Anche al Royal Observatory di Greenwich le donne furono impiegate come computers. Tra loro c’era Annie Scott Dill Russell, poi Annie Maunder, che aveva studiato matematica al Girton College di Cambridge. Entrata all’osservatorio nel 1891, fu assegnata al Solar Department, dove svolgeva calcoli sulle osservazioni e realizzava fotografie quotidiane del Sole per documentare le macchie solari.
Anche nell’altro emisfero, gli osservatori di Melbourne e Sydney parteciparono alla grande mappatura fotografica del cielo australe. Solo per le zone assegnate ai due osservatori australiani si stimava che dovessero essere misurate circa un milione e mezzo di stelle. Per questo lavoro vennero assunte giovani donne, che utilizzavano speciali macchine di misura per determinare con precisione la posizione delle stelle. Anche in altri osservatori alle donne veniva spesso affidata la fase di misura, classificazione e calcolo necessaria a trasformare le osservazioni in dati utilizzabili.
Dagli Stati Uniti alla Gran Bretagna, dalla Francia all’Australia, era comparsa una nuova figura professionale: il computer. Non aveva però ancora nulla di elettronico. Aveva una matita, fogli di carta, tavole matematiche e spesso un volto femminile.
Non soltanto stelle
Ma sarebbe sbagliato pensare che questa storia appartenga soltanto all’astronomia. La stessa trasformazione stava avvenendo in tutti i settori nei quali gli strumenti scientifici producevano quantità crescenti di misure.
Il Melbourne Observatory non si occupava soltanto di astronomia. Alla fine dell’Ottocento uomini e donne lavoravano come computers anche nell’analisi e nella riduzione di osservazioni meteorologiche e magnetiche.
Un’osservazione scientifica non diventava automaticamente un dato utilizzabile: una temperatura registrata, una misura del campo magnetico, la posizione di una stella o il livello del mare dovevano essere controllati, corretti, confrontati e inseriti in serie abbastanza lunghe da poter essere interpretate.
Negli Stati Uniti il Coast and Geodetic Survey raccolse per decenni osservazioni indispensabili per la navigazione e lo studio delle coste. Anche i dati sulle maree richiedevano un lungo lavoro di elaborazione manuale e la loro previsione comportava calcoli complessi. Parte di queste operazioni fu in seguito affidata a macchine per la previsione delle maree e, successivamente, ai computer elettronici.
Quando il calcolo diventò una fabbrica
Con il Novecento la quantità di calcoli necessaria alla scienza e alla tecnologia continuò ad aumentare. Non si trattava più soltanto di elaborare osservazioni. Occorrevano anche enormi tavole matematiche che permettessero a scienziati, ingegneri e tecnici di risolvere rapidamente problemi complessi.
Nel 1938, negli Stati Uniti, nacque il Mathematical Tables Project, un programma della Works Progress Administration creato anche per offrire occupazione durante gli anni della Grande Depressione. Centinaia di persone vennero impiegate come human computers per costruire tavole numeriche di funzioni matematiche, strumenti indispensabili per molti calcoli scientifici e tecnici.
Tra le figure centrali del progetto c’era Gertrude Blanch, matematica che contribuì a progettare e controllare le procedure di calcolo. Il lavoro poteva essere suddiviso in una lunga serie di operazioni elementari distribuite fra molti computers, mentre matematici come Blanch stabilivano i metodi, organizzavano i controlli e affrontavano i problemi più complessi.
Le Rechnerinnen di Göttingen
Situazioni analoghe stavano verificandosi anche in Germania. Alla Aerodynamische Versuchsanstalt di Göttingen, uno degli istituti dai quali sarebbe nato l’attuale Centro aerospaziale tedesco DLR, l’aumento delle prove nelle gallerie del vento produsse quantità sempre maggiori di dati sperimentali. Per elaborarli vennero assunte giovani donne indicate come technische Rechnerinnen, calcolatrici tecniche. Lavoravano spesso in coppia. Ognuna eseguiva indipendentemente gli stessi calcoli e i risultati venivano confrontati dopo ogni passaggio, in modo da ridurre il rischio di errori. Utilizzavano regoli calcolatori e macchine meccaniche e arrivarono perfino a progettare regoli specializzati per risolvere più rapidamente alcune delle equazioni necessarie all’aerodinamica. Nel 1944 l’istituto di Göttingen impiegava più di novanta Rechnerinnen.
L’arrivo delle macchine
Tra gli anni Quaranta e Cinquanta i computer elettronici cominciarono a entrare nei laboratori. Erano enormi, costosi e molto meno facili da utilizzare di quanto la parola computer possa suggerire oggi. Ma erano capaci di eseguire con enorme rapidità operazioni che fino a quel momento avevano richiesto squadre di persone.
Il mestiere di human computer era destinato progressivamente a scomparire. Ma le macchine potevano eseguire calcoli solo se qualcuno stabiliva quali operazioni dovessero compiere e in quale ordine.
A Göttingen le Rechnerinnen che avevano elaborato manualmente i dati delle gallerie del vento cominciarono a cambiare mansione: invece di svolgere direttamente le operazioni, scrivevano le istruzioni per le nuove macchine e ne controllavano il funzionamento. Il DLR descrive esplicitamente questo passaggio dal calcolo manuale alla scrittura del software per i computer elettronici.
La stessa trasformazione si verificò negli Stati Uniti. Nel 1935 il laboratorio aeronautico della NACA a Langley aveva creato un primo gruppo femminile di computers. Le donne elaboravano i risultati degli esperimenti aerodinamici e svolgevano calcoli per gli ingegneri. Solo molti anni più tardi la NACA sarebbe diventata NASA e una parte di quel lavoro avrebbe riguardato il volo spaziale.
Tra quelle donne c’era la matematica e programmatrice statunitense Dorothy Vaughan, che nel 1949 divenne responsabile della West Area Computing Unit, il gruppo composto da matematiche afroamericane che lavorava ancora in un contesto di segregazione razziale. Con l’arrivo dei calcolatori elettronici anche il suo lavoro cambiò. Vaughan imparò a programmare in FORTRAN e divenne esperta di calcolo elettronico.
Dalle calcolatrici alle programmatrici
Nelle prime fasi del calcolo elettronico molte donne che avevano lavorato nel calcolo manuale passarono all’uso e, in alcuni casi, alla programmazione delle nuove macchine. Occorreva trasformare un problema scientifico in una sequenza logica di istruzioni, prevedere errori, controllare risultati e decidere come utilizzare nel modo più efficiente la limitata capacità delle nuove macchine.
Pochi anni più tardi, l’informatica Margaret Hamilton e il gruppo del MIT Instrumentation Laboratory avrebbero portato questa trasformazione ancora più avanti, sviluppando il software di volo per le missioni Apollo. Il compito non era più eseguire direttamente i calcoli, ma progettare le istruzioni che permettevano al computer di elaborarli e di gestire le diverse fasi della missione.
Con l’arrivo dei computer elettronici quel mestiere scomparve progressivamente. Ma il lavoro di quelle donne aveva già mostrato quanto il calcolo, l’organizzazione e l’interpretazione dei dati fossero diventati parte integrante della ricerca scientifica.
Per approfondire
Dal blog
- Annie Scott Dill Maunder: osservare il Sole per capire la Terra
- Katherine Johnson: la matematica che tracciò la rotta verso la Luna
- Margaret Hamilton: il software dell’Apollo 11
Altre risorse online