物理世界|被遗忘的计算物理学先驱者
《物理世界》（Physics World）是世界领先的物理杂志，并以月刊的形式发送给英国物理学会（IOP）的所有成员。《物理世界》的每一期都涵盖了世界各地科学家都关注的时事新闻和关键问题，包括著名物理学家和科学作家的专题文章、综合新闻和分析，以及精辟的观点文章。我们将不定期精选出其中的优秀文章，供大家阅读。希望您喜欢阅读本期文章！ 文章介绍 被遗忘的计算物理学先驱者中国科学院国家天文台 苟利军 编译自Iulia Georgescu. Physics World，2026，(1)：36 本文选自《物理》2026年第2期 当我们回顾计算机发展的早期阶段时，一些熟悉的名字会浮现出来，其中包括冯·诺依曼(John von Neumann)、梅特罗波利斯(Nicholas Metropolis)和费曼(Richard Feynman)。但他们并非孤独的先驱者——他们是一个更庞大群体的一部分。这个群体先使用机械计算机，随后使用电子计算机，完成了此前从未实现的计算。 这些人(其中包括许多女性)是最早的科学程序员和计算科学家。她们精通早期计算设备复杂而繁琐的操作，往往拥有数学或科学领域的学位，是科研工作中不可或缺的一部分。然而，她们所做出的基础性贡献，却大多被遗忘了。 这种被忽视，部分原因在于她们的性别。那是一个性别歧视盛行的年代，女性在结婚后被解雇几乎成了常态。然而，还有一个同样重要、却经常被忽略的因素，即便在今天的科学界也不例外——技术岗位上的从业者仍然得不到应有的重视与认可，尽管正是她们让科研顺利进行。 被忽视的身影。MANIAC是一台可编程计算机，于1952年至1958年间在美国的洛斯阿拉莫斯建造并投入使用。负责运行的是一支由科学家、数学家和工程师组成的大型团队。然而，在关于这一重要项目的记录中，后两类人——其中许多人是女性——却往往被忽略。 人类计算员与机械计算机 最初，“computer”指的是人，是用手工或借助机械计算器来完成计算的人。据信，世界上第一个计算实验室于1937年建立于美国的哥伦比亚大学。但直到第二次世界大战，计算需求才真正爆发。这源于火炮弹道计算、新技术研发以及密码破译的迫切需要。 人类计算机。“computer”这一术语最初指的是用手工进行计算的人。图中，Kay McNulty、Alyse Snyder和Sis Stump正在宾夕法尼亚大学摩尔电气工程学院地下室操作微分分析机，时间约为1942年至1945年。 在美国，曼哈顿计划(1943年成立)期间的原子弹研发，需要巨大的计算工作量。因此，新墨西哥州的研究基地很快就组建了一支手工计算小组。该小组隶属于理论部，称为T-5小组，最初大约有20人。成员中大多数是女性，其中包括其他科研人员的配偶。她们之中有数学家Mary Frankel，她的丈夫是物理学家Stan Frankel；还有数学家Augusta “Mici” Teller，其丈夫是被称为“氢弹之父”的泰勒(Edward Teller)：以及Jean Bacher，她的丈夫是物理学家Robert Bacher。 随着战争的持续，T-5小组不断扩充，新成员包括来自附近城镇的平民，以及美国女子陆军部队的成员。工作人员昼夜不停地工作，每四小时轮班一次，依靠印刷好的数学表和桌面计算器完成计算。但即便如此，仍然无法满足原子弹研发对计算的巨大需求。1944年初春，IBM穿孔卡片机被引入用以补充人力计算的不足。这些机器效率极高，很快便被用于所有大型计算任务，它们全天24小时运转，分三班进行。 计算小组继续壮大，新加入的成员中包括Naomi Livesay和Eleonor Ewing。Livesay拥有数学高等学位，并接受过IBM电动计算机的操作与编程培训，因此成为T-5部门的理想人选。随后，她又招募了Ewing，Ewing同样是数学家，这两位年轻女性负责全天候监管IBM计算机的运行。 T-5小组这种紧张而高强度的工作节奏，一直持续到1945年9月战争结束。原子弹的研制需要极其庞大的计算工作量，而正是通过人工计算与穿孔卡片计算，这一切才得以实现。 电子计算机 二战结束后不久，第一台完全电子化、通用的计算机——电子数值积分计算机(ENIAC)——在宾夕法尼亚大学投入运行。该项目历时两年完成，由物理学家John Mauchly和电气工程师J. Presper Eckert领导。这台机器的运行与编程工作由6位女性承担。 世界第一。ENIAC是世界上第一台可编程的、电子化的、通用数字计算机。它于1945年在美国陆军弹道研究实验室建成，1946年迁至宾夕法尼亚大学。最初负责其编程与操作的6人团队全部为女性，其中包括Betty Jean Jennings(照片左)和Frances Bilas(照片右)。图中她们正在为1946年2月的演示日做准备。 博学多才的学者冯·诺依曼也参与其中。当时，他正在为1947年于美国新墨西哥州成立的洛斯阿拉莫斯实验室寻找更强的计算能力。事实上，尽管ENIAC最初是为解决弹道轨迹问题而设计的，但它运行的第一个计算任务却是“洛斯阿拉莫斯问题”。这是一项由泰勒团队提出的热核可行性计算，用于研究氢弹。 与曼哈顿计划类似，ENIAC项目中也有多对夫妻档共同工作。其中最著名的是冯·诺依曼及其妻子Klara Dán von...
