EDITORIAL HISTORY INNOVATION

ยุคก่อนมีคอมพิวเตอร์ นี่คือการคำนวณสมการบนกระดานดำ ของ NASA เพื่อสร้างยานอวกาศไปดวงจันทร์

เทคโนโลยีการสำรวจอวกาศในยุคนี้คงไม่มีใครปฏิเสธได้ว่า องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ หรือ องค์การนาซา (NASA) คือผู้นำด้านการสำรวจนอกโลกตัวจริง และเป็นอย่างนั้นมานานมากกว่าครึ่งศตวรรษ นับตั้งแต่โครงการ “อพอลโล 11” ได้พามนุษยชาติขึ้นไปยังดวงจันทร์ได้สำเร็จในปี 1969

ในยุคที่คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงยังไม่ถือกำเนิดขึ้นบนโลกใบนี้ การจะออกแบบสร้างยานอวกาศเพื่อไปนอกโลกคงไม่ใช่เรื่องง่ายเหมือนนั่งวาดภาพสเก็ตลงบนกระดาษ A4 อย่างแน่นอน เพราะมันคงมีความสลับซับซ้อนในการออกแบบ การคำนวณสมการทางคณิตศาสตร์ ที่ต้องใช้พื้นที่อย่างมากในการขีดเขียนขึ้นมา

หากใครที่เคยรับชมภาพยนตร์เรื่อง Hidden Figures ซึ่งออกฉายเมื่อปี 2016 และกำลังได้รับความนิยมอีกครั้งบน Netflix เป็นภาพยนตร์ชีวประวัติของหญิงผิวดำชาวอเมริกัน 3 คน ได้แก่ แคทเธอรีน จอห์นสัน, โดโรธี วอห์น และแมรี แจ๊กสัน ที่ฝ่าฝันอุปสรรค์และได้เข้าทำงานที่องค์การนาซาในปี 1960 ท่ามกลางการเหยียดสีผิวในสหรัฐฯ ที่ยังเข้มข้น และการไม่ยอมรับความเก่งของสตรีในสายอาชีพที่ผู้ชายมองว่าเป็นสนามการแข่งขันของบุรุษเท่านั้นอย่างวิศวกร แต่พวกเธอได้พยายามพิสูจน์ตัวเองให้โลกเห็นว่าผู้หญิง แถมยังผิวดำด้วย ก็ฉลาดล้ำไม่แพ้ผู้ชายหรือคนผิวขาวเหมือนกัน

Hidden Figures ภาพยนตร์ชีวประวัติของหญิงผิวดำชาวอเมริกัน 3 คน คือ แคทเธอรีน จอห์นสัน, โดโรธี วอห์น และแมรี แจ๊กสัน ที่ฝ่าฝันอุปสรรค์การเหยียดสีผิวและเพศหลังได้เข้าทำงานอยู่ในองค์การนาซาในปี 1960

ท้ายที่สุดจากความสามารถในด้านคณิตศาสตร์ และคอมพิวเตอร์ ทำให้เธอเป็นที่ยอมรับ และได้รับหน้าที่หัวหน้าทีมนักคณิตศาสตร์ที่ฉลาดปราดเปรื่อง นำไปสู่การพัฒนาเครื่องคำนวณทางคณิตศาสตร์ในยุคต่อมา จนกลายมาเป็นเครื่องคำนวณของ IBM บริษัทเทคโนโลยียักษ์ใหญ่ที่สุดของโลกนั่นเอง

ในภาพยนตร์เราจะเห็นฉากที่นักแสดงทำการคำนวณสมการต่างๆ บนด้วยชอล์กบนกระดานดำขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นสมการที่ซับซ้อนและน่าปวดหัวสำหรับคนทั่วไปอย่างเรา แต่นั่นคือวิธีการสร้างยานอวกาศของนาซาที่ได้เปลี่ยนโลกของความรู้ไปตลอดกาล

แมรี แจ๊กสัน ตัวจริงที่เคยทำงานในองค์การนาซ่า เธอได้รับฉายาว่า “คอมพิวเตอร์มนุษย์”

“NASA Before Powerpoint” นี่คือชุดภาพถ่ายของนักวิทยาศาสตร์พร้อมทีมนักคณิตศาสตร์ที่กำลังคำนวณสมการเพื่อการสร้างเครื่องจักรแห่งยุคซึ่งก็คือ ยานอวกาศ โดยเป็นภาพถ่ายในปี 1961 ของนิตยสาร LIFT ยุคแรกแห่งการเริ่มต้นโครงการสำรวจอวกาศของนาซา

ก่อนการถือกำเนิดของโปรแกรมนำเสนองานชื่อดังอย่าง Power Point และ Prezi พนักงานของ NASA จะต้องถ่ายทอดความรู้ด้วยวิธีที่ “ยากลำบาก” ผ่านชอล์ก กระดานดำ และน้ำตา โดยในปีนั้นนาซาต้องเร่งแข่งขันตัวเองอย่างหนัก เพราะมันเป็นปีที่สหภาพโซเวียตได้นำหน้าสหรัฐไปหนึ่งก้าวใหญ่ๆ เพราะได้มีการนำมนุษย์คนแรกขึ้นสู่ห้วงอวกาศได้สำเร็จ และสหรัฐฯ ก็ไม่อาจอยู่เฉยได้จนต้องพยายามไล่ตามให้ทัน

NASA scientists with their board of calculations, 1961.
(Photos by J. R. Eyerman/LIFE magazine, via Rare Historical Photos)

สำหรับภาพถ่ายนี้ช่างภาพอาจขอให้นักวิทยาศาสตร์ทำการจำลองสมการที่ดูซับซ้อนให้เต็มกระดานดำ นี่คือสมการทั่วไปของหลักการเคลื่อนที่ เป็นการพิสูจน์ทฤษฎีและคำนวณเวลาโดยใช้ภาษาฟอร์แทรน ซึ่งเป็นการคำนวนวิธีการลงจอดบนดวงจันทร์ แตทมันไม่ใช่ทั้งหมดของสมการที่ใช้จริงในภารกิจ มันแค่ตัวอย่างส่วนหนึ่งเท่านั้น

ดังนั้นจึงไม่มีทางที่คุณจะได้เห็นสูตรความลับลึกๆ อื่นๆ ที่นับเป็นความลับสุดยอดของทางนาซามากกว่านี้ในเอกสารที่พิมพ์ออกมา และคงไม่มีการคำนวณสูตรการพัฒนายานอวกาศของจริงให้เห็นแน่นอน เพราะทุกอย่างจะถูกเก็บเป็นความลับในช่วงการแข่งขันของเทคโนโลยีอวกาศที่ดุเดือด

ก่อนการพัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์นั้น คำว่า “คอมพิวเตอร์” หมายถึงคนไม่ใช่เครื่องจักร มันเป็นชื่องานโดยกำหนดคนที่ทำสมการทางคณิตศาสตร์และการคำนวณด้วยมือ ทีมงานมักใช้ในการคำนวณที่ยาวนานและน่าเบื่อหน่ายนี้แบ่งออกเป็นช่วงๆ เพื่อให้สามารถทำการคำนวนควบคู่กันได้ เสมือนเป็นเครื่องมือและแขนขาที่ช่วยกันพัฒนาเครื่องยนต์กลไก

There are no “calculations” in that board, just reference equations.
(Photos by J. R. Eyerman/LIFE magazine, via Rare Historical Photos)

สำหรับสมการที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับขั้นตอนทางเทคนิคระดับสูง นักวิทยาศาสตร์คนสำคัญของนาซาจะมี “ฝ่ายคณิตศาสตร์” ที่ทุกคนจะเชี่ยวชาญในส่วนหนึ่งของสมการ จากนั้นคนแรกจะทำคำนวณในส่วนที่ตนเองรับผิดชอบและส่งต่อให้กับคนต่อไป จนถึงคนสุดท้ายของกระดาน

จากนั้นคนสุดท้ายจะคำนวนวนค่าความเปลี่ยนแปลงของตัวเลขกลับไปหาคนแรกและให้ข้อมูลใหม่ในเวลา 1 มิลลิวินาที มันคือการจำลองการคำนวณของระบบคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบัน ที่มีพื้นฐานมาจากการทำงานร่วมกันของตัวเลขฐานสิบจำนวนมหาศาลในเวลาพร้อมๆ กันแบบดิจิทัล

และวิธีการคำนวนแบบนี้คือจุดกำเนิดของการสร้างเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เครื่องแรก ระเบิดนิวเคลียร์ การคำนวณการบินและอวกาศ ที่กลายมาเป็นรากฐานของการพัฒนาเทคโนโลยีอันแสนซับซ้อนในปัจจุบันนั่นเอง

แหล่งอ้างอิง
Vintag

%d bloggers like this: