מחשב (מקצוע)
מְחַשֵּׁב (באנגלית: computer) הוא אדם שעסק ב ביצוע חישובים מתמטיים לפני המצאת המחשבים האלקטרוניים. המושג נמצא בשימוש מתחילת המאה ה-17 (הפניה הכתובה הידועה הראשונה מתוארכת לשנת 1613). מסוף המאה התשע עשרה ואילך עבדו צוותי אנשים (לעיתים קרובות נשים) בביצוע חישובים ארוכים ומייגעים; העבודה חולקה בין אנשים אחדים, כך שניתן היה לעשותה במקביל, כאשר אנשים שונים עובדים על שלבים שונים בחישוב וכך מקצרים את הזמן הדרוש לביצוע החישוב כולו. לעיתים קרובות נמסרו אותם חישובים לצוותים נפרדים, כדי לאמת את נכונות התוצאות.
המושג ומקורותיו
אסטרונומים בתקופת הרנסאנס התייחסו לעצמם כ"מחשבים" כמו גם "מתמטיקאים" על שום שעיקר עבודתם היה חישובים מתמטיים של מיקומי כוכבי הלכת. לעיתים קרובות הם שכרו "מחשב" שיסייע להם. אנשי מקצוע בראשית דרכם עבדו לעיתים קרובות כ"מחשב" אצל מדענים אחרים עד שהצליחו להתקדם.
עבודתם של המחשבים נעשתה מאורגנת יותר כאשר האסטרונום הצרפתי אלכסיס קלוד קלרו (1713–1765) חילק את החישובים שקבעו את זמן חזרתו של שביט האלי עם שניים מעמיתיו, ג'וזף ז'רום לאלנד וניקול-ריין לפוט[1]. מחשבים אנושיים הם שבצעו את החישובים שעזרו לצפות את תנועתם של גרמי שמיים ויצרו טבלאות לאלמנאכים עד סוף שנות ה-60 של המאה ה-18. כך למשל, "האלמנאך הימי" של האדמירליות הבריטית אשר שימש לניווט בים, ושעל חיבורו הופקד נוויל מסקלין, נוצר בעבודת צוות של כמה מחשבים: ויליאם ויילס, ישראל ליונס וריצ'רד דנטורן. בצוות עבדה במשך שנים רבות גם אישה אחת, מרי אדוארדס, שלא יכלה להתקדם שכן תחום מדעים לא היה פתוח בפני נשים. גם באלמנך הימי של ארצות הברית, שנכתב בסביבות 1840, עבדה אישה אחת – מריה מיטשל, שהייתה אחת מהמחשבים המוכרים ביותר בצוות[2].
חידושים נוספים בתחום המחשוב האנושי כללו את עבודתם של קבוצת נערים שעבדו בחדר האוקטגון של מצפה הכוכבים המלכותי של גריניץ' עבור האסטרונום המלכותי, ג'ורג' איירי בשנת 1835. הצעירים שבמחשבים של איירי היו בני חמש-עשרה והם עבדו על צבר נתונים אסטרונומי. איירי יצר שיטת עבודה מסודרת שכללה מנהל צוות, טפסים, ושיטות סטנדרטיות לחישוב התוצאות ובדיקתן, ושיטה זו נשארה השיטה המקובלת לפעולות מחשוב בשמונים השנים הבאות.
סביב 1872, חיל האיתות של ארצות הברית יצר דרך חדשה לארגן את המחשוב האנושי כדי לעקוב אחר דפוסי מזג האוויר, וזאת באמצעות צוות מחשוב קטן שעיבד נתונים שאותם היה צריך לאסוף במהירות ולחשב במשמרות אינטנסיביות של שעתיים. כל מחשב אנושי בודד היה אחראי רק לחלק מהנתונים.
בסוף המאה התשע עשרה ארגן אדוארד צ'ארלס פיקרינג ממצפה הכוכבים של הרווארד את "מחשבות הרווארד". אנה ווינלוק, הייתה האישה הראשונה שהתקבלה לעבודה בו, בשנת 1875, ובשנת 1880 היה הצוות כולו מורכב מנשים בלבד[3]. התשלום למחשבת עמד על עשרים וחמישה סנט לשעה, אך הביקוש לעבוד שם הביא נשים רבות להציע לעבוד בחינם.
רבות מהנשים האסטרונומיות בתחילת המאה ה-20, כשהמפורסמות שביניהן הן פלורנס קושמן, הנרייטה סוואן ליוויט, ואנני ג'אמפ קנון, שעבדו עם פיקרינג בשנים 1888, 1893 ו-1896 בהתאמה. קנון יכלה לסווג כוכבים בקצב של שלושה בדקה. ויליאמינה פלמינג, אחת ממחשבות הרווארד, פרסמה את קטלוג Draper של הכוכבים בשנת 1890. הקטלוג המשיך להתעדכן על ידי מחשבות הרווארד והוסיף כוכבים חדשים בכרכים עוקבים. אליזבת ויליאמס הייתה מעורבת בחישובים בחיפוש אחר כוכב לכת חדש, פלוטו, במצפה הכוכבים לוול.
בשנת 1893 הקים פרנסיס גולטון את הוועדה לביצוע חישובים סטטיסטיים שפעלה תחת החברה המלכותית. הוועדה השתמשה בטכניקות מתקדמות למחקר מדעי ותמכה בעבודתם של מספר מדענים. רפאל ולדון, המדען הראשון שנתמך על ידי הוועדה עבד עם אשתו, פלורנס טב ולדון, שהייתה המחשבת שלו. ולדון השתמש בלוגריתמים ובטבלאות מתמטיות שיצר אוגוסט לאופולד קרל ולא הייתה לו מכונת חישוב. מדען אחר, קארל פירסון, שהייתה לו מעבדה באוניברסיטת לונדון, העסיק בצוות המחשבים שלו גברים ונשים כאחד, שחלקם עבודו בתשלום ואחרים בהתנדבות. אליס לי הייתה אחת מהמחשבות בשכר שלו שעבדה עם היסטוגרמות והתפלגויות כי בריבוע. מחשבות אחרות בצוותו של פירסון היו ביאטריס ופרנסס קייב-בראון-קייב. המעבדה של פירסון, בשנת 1906, שלטה באמנות הכנת לוחות לוגריתמים.
שימושים צבאיים
במלחמת העולם הראשונה הפך לראשונה החישוב למקצוע. מספר רב של מחשבים אנושיים משני צידי המתרס ייצרו טבלאות בליסטיות, עזרי מדידה, טבלאות ניווט ושולחנות ארטילריה. מאחר שהגברים היו בשדה הקרב, רוב המחשבים היו למעשה מחשבות, נשים שרבות מהן היו בעלות השכלה גבוהה ותארים במתמטיקה.
הדבר חזר על עצמו שוב במהלך מלחמת העולם השנייה, בעיקר בארצות הברית. גם שם מחשבים מילאו תפקידים בלתי נפרדים מהמאמץ המלחמתי, ורבות מהן היו נשים, לעיתים קרובות עם תארים במתמטיקה. בשנות ה-40, נשכרו נשים לפרויקט מנהטן, והן סייעו למחקרים מספריים של הנוסחאות המורכבות הקשורות לביקוע גרעיני. אחת מהמחשבות הראשונות, אליזבת ווב וילסון, שהייתה בוגרת אוניברסיטת ג'ורג 'וושינגטון, נשכרה על ידי הצבא בשנת 1918. וילסון "חיפשה משרה שתנצל את כישוריה המתמטיים". מאוחר יותר סיפרה כי המלחמה חסכה ממנה את הצורך להשתתף באירועים החברתיים הבלתי-נגמרים בוושינגטון שבהם ציפו כולם ש"תשיג לעצמה בעל", ובמקום זאת היא הצליחה ליצור לעצמה קריירה. לאחר המלחמה הפכה וילסון לאקטוארית, שעסקה בחישוב לוחות תוחלת חיים.
מחשבים בתחומים אזרחיים
מלחמת העולם הראשונה קידמה את השימוש במחשבים ועם סיומה היה ברור כי ניתן להיעזר בתרומתם גם בתחומים אזרחיים. אוניברסיטת ייל הכניסה שימוש במחשבים בקרן קאולס לכלכלה; בשנות השלושים הוקמה הלשכה הסטטיסטית של אוניברסיטת קולומביה; מחשבים עבדו גם באוניברסיטת אינדיאנה, מכללת מדינת איווה, ועוד. משרדי ממשלה אימצו גם הם את השיטה, והעסיקו מחשבים, למשל במשרד החקלאות.
לאחר מלחמת העולם השנייה, הוועדה הלאומית הלאומית לאווירונאוטיקה (NACA, שהפכה לימים לנאס"א) השתמשה במחשבים אנושיים לתעתק נתונים מסרטי צלולויד וניירות אוסצילוגרפיים, וכך לקצר את עיבוד הנתונים שנדרשו המהנדסים לבצע.
ספרה הביוגרפי של מרגוט לי שטרלי "מאחורי המספרים" (שעובד לסרט בשם זהה בשנת 2016), מתאר קבוצה של נשים אפרו-אמריקאיות, בהן קתרין ג'ונסון, דורותי ווהן, ומרי ג'קסון, ששימשו כמחשבות בנאס"א לחישוב מסלולי הטיסה והחירום בחללית ידידות 7, שהייתה המשימה המאוישת הראשונה האמריקאית במסלול כדור הארץ[4]. NACA החלה לשכור נשים שחורות כמחשבות משנת 1940, והמקצוע נחשב בזמנו לעבודה פשוטה ומייגעת. מחשבת כזאת הייתה דורותי ווהן שהחלה את עבודתה בשנת 1943 במרכז המחקר לנגלי כשכירה מיוחדת לסיוע במאמץ המלחמתי, ומי שבאה לפקח על West Area Computers, קבוצת נשים אפרו-אמריקניות שעבדו כמחשבות בלנגלי. הן קבלו אות הערכה על מסירותן רק כשישים שנה מאוחר יותר, ב-8 בנובמבר 2019 כאשר הוענקה להן מדליית הזהב של הקונגרס:
"בהוקרה לכל הנשים ששימשו כמחשבות, מתמטיקאיות ומהנדסות בוועדה המייעצת הלאומית לאווירונאוטיקה ומינהל התעופה והאווירונטיקה הלאומית בין 1930 ל-1970"[5].
בישראל עמד צוות של מחשבות לשירותו של פרופ' חיים לייב פקריס במכון ויצמן למדע, לשם חישובים במחקריו בפיזיקה, גאופיזיקה, מטאורולוגיה ועוד. פקריס לא הסתפק בכך, ולשם חישוביו יזם את בניית המחשב הראשון בישראל - ויצק.
הישגים מדעיים
לוחות לוגריתמים
מחשבים אנושיים הם שחישבו וערכו את לוחות הלוגריתמים במערב אירופה במאה ה-18 וה-19, למשל אלה לטריגונומטריה. אף על פי שלוחות אלה התפרסמו לרוב בשמו של המתמטיקאי הראשי המעורב בפרויקט, הם היו למעשה פרי עבודתם של צבא מחשבים ומחשבות לא ידועים.
ככל שהתחום הלך והתפתח, היה צורך בלוחות מדויקים יותר ויותר לניווט והנדסה. על מנת להשיג את הדיוק הנדרש, היו מחלקים את הפרויקט למספר רב של חלקים ושלבים. המחשבים, שהיו לעיתים קרובות מחשבות, נשים משכילות מהמעמד הבינוני, שהצו החברתי גזר עליהן שלא לעבוד ואף להישאר בביתן, קבלו חבילות חישובים בדואר ושלחו אותן חזרה עם סיום החישובים .
הישגים באסטרונומיה
וילמינה פאטון סטיבנס פלמינג הייתה מחשבת ואסטרונומית סקוטית שהייתה חלק מ"מחשבות הרווארד" במהלך הקריירה שלה, היא סייעה לפתח מערכת משותפת להגדרה של כוכבים, וקטלגה רבבות כוכבים ותופעות אסטרונומיות אחרות. היא ידועה במיוחד עבור גילוי ערפילית ראש הסוס בשנת 1888.
כתוצאה מפעולות החישוב של "מחשבות הרווארד", פרסם פיקרינג בשנת 1890 את קטלוג הנרי דראפר הראשון (Henry Draper Catalogue), שכלל יותר מ-10,000 כוכבים מסווגים לפי הספקטרום שלהם.[6] מאוחר יותר הגיעו לסיווג 225,300 כוכבים לפי נתונים ספקטרליים שלהם. הקטלוג כיסה כמעט את כל הכוכבים הנראים (עד לבהירות נראית של 9+) המוכרים באותה התקופה. נחשב כפריצת דרך משמעותית בתקופתו ומהווה בסיס לקטלוגים שבאו אחריו. קטלוג זה בגרסתו המורחבת והמשודרגת משמש את האסטרונומיה עד היום.
פיקרינג החל להעסיק את אנטוניה מורי, בוגרת מכללת ואסר, שתסווג מחדש כמה כוכבים. מורי עשתה עבודה רחבה יותר, ועיצבה מחדש את שיטת הסיווג. הסיווג החדש פורסם בשנת 1897[7]
הנרייטה ברבור לוויט הבחינה שכל הכוכבים המשתנים בענן מגלן הקטן הם בערך באותו מרחק מכדור הארץ, דבר זה הוביל אותה לגלות ב-1908 כי קיים קשר בין זמן מחזור הבהירות של משתנה קפאידי לבין הבהירות המוחלטת שלו.[8] גילוי זה הוביל להבנת גודלו של היקום וגילו של היקום, ומשתנים קפאידים הם עדיין כלי חיוני למדידה של מרחקים קוסמולוגיים.
אנני ג'אמפ קאנון, בוגרת וולסלי קולג', עבדה כמחשבת ואחר כאסטרונמית. עבודתה המרכזית שבזכותה התפרסמה היא סיווג ספקטרלי של כוכבים.[9] סיווג זה, המשמש בגרסתו המורחבת גם בימינו, סייע רבות בהבנת דיאגרמת הרצשפרונג-ראסל, תרשים הקושר את הבהירות המוחלטת של כוכב לטמפרטורת פני השטח שלו. היא זכתה במדליית הנרי דרייפר לשנת 1931. ב-1938 קיבלה משרה קבועה במצפה הכוכבים של הרווארד. קאנון נחשבה למומחית עולמית בתחום של סיווג כוכבים ותרמה רבות לשיטת הסיווג ספקטרלי המקובלת באסטרופיזיקה.[10]
בתוכנית החלל
קתרין ג'ונסון שעבדה כמתמטיקאית ומחשבת עבור נאס"א תרמה תרומה מכרעת להצלחתן של הטיסות המאוישות של נאס"א, ובכך לתוכנית החלל האמריקאית בכללותה. בעבודתה כמחשבת היא הייתה ידועה ביכולתה לבצע חישובים מסובכים במהירות ובדיוק, והיא חישבה רבים ממסלולי הטיסה והחירום של טיסות נאס"א. ב-1959 חישבה את המסלול של משימת מרקורי-רדסטון 3, משימת החלל המאוישת הראשונה של ארצות הברית במסגרת תוכנית מרקורי, בה שוגר לחלל האסטרונאוט אלן שפרד. בהמשך עסקה באפיון המחשבים האלקטרוניים הדיגיטליים הראשונים ובהטמעתם בנאס"א.
דעיכת המקצוע
ככל שהמחשבים האלקטרוניים נהיו זמינים יותר, לא היה צורך עוד במחשבים האנושיים. ריצ'רד פיינמן, שהיה איש צוות זוטר בלוס אלאמוס ארגן תחרות בין צוות המחשבות למחשב IBM שבמסגרתה היה עליהם לבצע חישוב עבור הפצצה. במשך יומיים שמרו המחשבות על תיקו עם המכונה עד שהתעייפו, והמחשב ניצח ביום השלישי[11]. מקצת הנשים שעבדו כמחשבות גויסו לדור הראשון של מתכנתי המחשבים. כשהותקן לראשונה ENIAC (המחשב הדיגיטלי האלקטרוני הראשון בעולם שנבנה באוניברסיטת פנסילבניה במהלך מלחמת העולם השנייה), גויס לשם הפעלתו צוות מבין המחשבים האנושיים, כך שמתכנתות המחשבים הראשונות בעולם היו נשים: קיי מקנולטי, בטי הולברטון, מרלין מלצר, רות ליכטרמן, בטי ג'ין ג'נינגס ופראן בילאס.
ראו גם
- מחשבות הרווארד
- מאחורי המספרים
- נשים במדע
- מנוע הפרשים – מחשבון מכני אוטומטי מוקדם שנועד להחליף מחשבים אנושיים
- מנוע אנליטי – הדגם הראשון של המחשב המכני
קישורים חיצוניים
הערות שוליים
- ^ David Skinner, [https://www.thenewatlantis.com/publications/the-age-of-female-computers The Age of Female Computers The burden of mathematics before machines], https://www.thenewatlantis.com, Spring 2006
- ^ Biography.com Editors, Maria Mitchell Biography, Biography.com, 2/4/2014
- ^ Elizabeth Howell, Harvard's 'Computers': The Women Who Measured the Stars, https://www.space.com, 10/11/2016
- ^ Elizabeth Howell, The Story of NASA’s Real “Hidden Figures”, https://www.scientificamerican.com, 24/1/2017
- ^ Hidden Figures Congressional Gold Medal Act, https://www.congress.gov
- ^ "Women Computers" (באנגלית). נבדק ב-2017-04-28.
- ^ Maury, A. C. & Pickering, E. C, Spectra of bright stars photographed with the 11-inch Draper Telescope as part of the Henry Draper Memorial., Annals of Harvard College Observatory 28
- ^ Leavitt, Henrietta S.; Pickering, Edward C. (1912). "Periods of 25 Variable Stars in the Small Magellanic Cloud". Harvard College Observatory Circular. 173: 1–3. Bibcode:1912HarCi.173....1L.
- ^ Star classification, אתר astrophysical.org
- ^ קריירה, אתר מכללת ולסלי
- ^ David Skinner, [https://www.thenewatlantis.com/publications/the-age-of-female-computers – The Age of Female Computers The burden of mathematics before machines], https://www.thenewatlantis.com, spring 2006