用紙和筆計算宇宙飛船的軌道,算出比電腦更可靠的數(shù)據(jù),她助力美國實現(xiàn)登月計劃;在充斥種族歧視和性別歧視的年代,在牛人云集的美國國家航空航天局(NASA),她打破“隱形天花板”,活成一個傳奇。她就是NASA彈道計算數(shù)學(xué)家凱瑟琳·約翰遜。
1918年,約翰遜出生于美國西弗吉尼亞州,從小喜歡數(shù)數(shù)?!奥飞系呐_階、洗過的盤子、銀器的數(shù)量……任何可以數(shù)的東西,我都數(shù)了?!彼释M入學(xué)校汲取更多數(shù)學(xué)知識,但由于美國當時的種族隔離制度,她所在的社區(qū)只允許非裔學(xué)生念到八年級。無奈,父母只能帶她離家到200公里外求學(xué)。
凱瑟琳學(xué)習(xí)非常優(yōu)秀,10歲就讀了高中,15歲考入西弗吉尼亞州立大學(xué)。她依舊癡迷數(shù)學(xué),選修了所有可以上的數(shù)學(xué)課。其中一位導(dǎo)師威廉·克萊托——第三位獲得數(shù)學(xué)博士學(xué)位的非裔美國人,甚至專門給她“開小灶”,為她設(shè)計了一門空間幾何課程。18歲時,凱瑟琳以優(yōu)異的成績畢業(yè),獲得了數(shù)學(xué)和法語雙學(xué)位。
但即便如此,作為一名非裔女性,她當時能找到的工作也并不多。她當過一陣子老師,后來又回到母校攻讀研究生,成為該校研究生院的第一名非裔女學(xué)生。然而,凱瑟琳在這里受到了前所未有的區(qū)別對待,不到一年,便離開了這所對她充滿惡意的研究生院。此后的十幾年里,她一直是一名家庭主婦,過著相夫教子的平靜生活。
1952年,凱瑟琳的丈夫詹姆斯·戈布爾病倒了,幾年后因病去世。迫于生計,她不得不重回職場。當時,美國和蘇聯(lián)的“太空競賽”正進入白熱化階段,美國國家航空咨詢委員會(NACA,是NASA 的前身)的目標是率先實現(xiàn)載人航天。而要實現(xiàn)這個目標,就必須處理大量數(shù)據(jù)。由于彼時還沒有人們?nèi)缃袷褂玫母咝阅苡嬎銠C,NACA便招聘了許多擅長數(shù)學(xué)的非裔女性進行復(fù)雜的計算。凱瑟琳對這份工作很感興趣。1953年,她成功入職。
兩個星期后,凱瑟琳被抽調(diào)到一個飛行研究小組中,負責(zé)計算空氣動力系數(shù)。在這個全是白人男性工程師的小組,歧視無處不在:明明是凱瑟琳的計算成果,報告上卻只能署別人的名字;她做著最核心的工作,卻只能拿最微薄的薪水。她和NACA里的非裔女性們被忽略、被物化,成了別人口中“穿裙子的計算機”。
這一回,在遭遇歧視時,凱瑟琳沒有選擇一走了之。每次寫報告,不管能否遞交成功,她都會簽上自己的名字。當遇到不清楚的問題,她一定要刨根問底,不管其他同事會對她翻多少個白眼。當被告知女性不能參加簡報會時,她反問法律中是否有這條規(guī)定——答案當然是否定的,于是她爭取到參加簡報會的資格,成為整個會議室里唯一的女性。
很快,凱瑟琳就在工作中證明了自己的天賦和能力。她說:“那些人都有數(shù)學(xué)學(xué)位,可他們卻忘了自己學(xué)過的知識,但我還記得。”此后,她得到了重用,參與到美國多項太空探索計劃中。
1961年,她為“水星計劃”的“自由7號”飛船做了軌跡分析,幫助宇航員艾倫·謝潑德順利完成飛行任務(wù)。這是美國首次實現(xiàn)載人航天飛行。1962年,電腦已經(jīng)被應(yīng)用于航天飛行軌道的計算中。但比起電腦,人們還是更愿意相信凱瑟琳。最經(jīng)典的一幕發(fā)生在“友誼7號”飛船發(fā)射之際,宇航員約翰·格倫進入駕駛艙前,要求必須由凱瑟琳重新檢查相關(guān)計算結(jié)果?!叭绻f沒問題了,我才算準備好?!弊罱K,格倫進入太空,乘飛船完成了繞地球飛行3圈的任務(wù)。1969年,凱瑟琳計算出“阿波羅11號”飛往月球的軌跡,幫助美國的登月計劃取得成功。
1986年,凱瑟琳從NASA退休。在職業(yè)生涯的后期,她作為飛行動力學(xué)和控制部門的一員,參與了航天飛機計劃、火星任務(wù)計劃等。盡管她對美國的航天發(fā)展作出了突出貢獻,但很少有人知道她的名字。直到2015年,她被授予總統(tǒng)自由勛章,才開始在美國受到關(guān)注。之后,以她為原型的電影《隱藏人物》被提名奧斯卡最佳影片,凱瑟琳·約翰遜這個了不起的女性,才在更大范圍內(nèi)為人所知。
不論外界關(guān)不關(guān)注她過往的成績,凱瑟琳晚年都過得很充實。退休后,她喜歡旅行、打橋牌、看體育比賽,以及與家人共度時光。她也經(jīng)常參加會議和活動,向?qū)W生講述自己的職業(yè)生涯,鼓勵年輕一代從事STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué))相關(guān)工作。凱瑟琳說:“我們將永遠擁有 STEM。有些東西會從公眾視野中消失,但科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)將永遠存在?!?/p>
2020年2月24日,凱瑟琳去世,享年101歲。有人說,數(shù)學(xué)讓她有了從地球走向太空的階梯。她的一生也讓人們明白了一個道理:人一出生就帶著各種標簽,但不要讓這些標簽阻擋你前進的腳步,實力將為你贏得真正的尊重。
(作者單位:北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院)
編輯 許曄/美編 苑立榮/編審 張培