不為人知的英雄

01

50年前的今天，一個叫尼爾·阿姆斯特朗（Neil Alden Armstrong）的宇航員走下阿波羅11號太空飛船的懸梯，一腳踏在了月球的土地上，人類終于沖出了賴以生存百萬年的地球，抵達(dá)了遙遠(yuǎn)、陌生的另一個星球。在那個激昂年代，人類拿出雖千萬人吾往矣的氣魄，為實(shí)現(xiàn)理想，研發(fā)出一個又一個的黑科技，以至于讓后來的我們倍感榮耀，并且享用至今。想必許多人都知道，宇宙飛船所用的航天材料，被廣泛應(yīng)用于航天、汽車，甚至制表領(lǐng)域，而噴射式定發(fā)摩絲、太陽鏡，甚至尿不濕等日常用品也因登月而被發(fā)明。

50年前的今天

巴茲·奧爾德林（Buzz Aldrin）走下鷹號登月艙旋梯，加入尼爾·阿姆斯特朗。圖片來自NASA。

除此之外，還有更多不被人們所熟知的科技成果，影響更加深遠(yuǎn)。比如，在每架太空飛船上，都會放置一個名叫慣性基準(zhǔn)組件IRU的黑盒子，它是保持飛船機(jī)械穩(wěn)定性的重要儀器。在航天領(lǐng)域使用的慣性基準(zhǔn)組件IRU造價(jià)動輒上百萬，但登月成功之后，它的核心技術(shù)在日常生活中大展拳腳，比如用于筆記本電腦硬盤保護(hù)的加速度傳感器就由它衍生而來，且售價(jià)在10元以內(nèi)。

毋庸置疑，代表全人類首先邁入其他星球的尼爾·阿姆斯特朗、巴茲·奧爾德林值得贊頌，但聚光燈背后，默默付出的人和事，同樣值得銘記，因?yàn)樵S多夢想實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵，正藏在人們看不見的地方，他們因隱秘而偉大。

最右是指令艙駕駛員邁克爾·科林斯

（Michael Collins）

1969年7月20日那天，為保證這“人類一大步”邁出后，宇航員們還可以順利返回家園，另一位宇航員邁克爾·科林斯獨(dú)自一人留在了指令艙中，駛離激動人心的歷史現(xiàn)場，去完成屬于他的工作——繞月飛行，接應(yīng)同伴歸來。

隱藏人物

02

在太空探索的初期，真正意義上的計(jì)算機(jī)還未被發(fā)明，工程所需要的龐大數(shù)據(jù)都只能依靠人工進(jìn)行核算。因此，當(dāng)時(shí)的美國航天局聘請了大量的非裔美國女性來進(jìn)行處理這些數(shù)據(jù)。在那個種族隔離尚未消除的時(shí)代，黑人女性在由白人男性所主導(dǎo)的NASA中，只能使用隔離的辦公區(qū)域、隔離的衛(wèi)生間，甚至要在擺有“colored computers（有色人種計(jì)算師）”標(biāo)志的位置上用餐。因?yàn)檫@個原因，她們?nèi)缤懊囟恍钡碾[藏人物般存在，在NASA貢獻(xiàn)著自己的過人天資。根據(jù)同名小說改編的奧斯卡入圍影片《隱藏人物》講的就是當(dāng)時(shí)在NASA蘭利研究中心“西區(qū)計(jì)算”部門工作的一群非裔美國女性的故事，就是她們極大程度上推進(jìn)了科技的發(fā)展，確保了阿波羅項(xiàng)目的順利實(shí)施。

相當(dāng)長一段時(shí)間內(nèi)，人類計(jì)算師始終作為NASA數(shù)據(jù)運(yùn)算的重要組成部分而存在。直到1958年，第一臺IBM7094計(jì)算機(jī)來到了NASA，為了將它運(yùn)進(jìn)機(jī)房，負(fù)責(zé)安裝的工程人員不得不把原本的門框砸碎。自此電子計(jì)算機(jī)接過了有色人種計(jì)算師的衣缽，成為人類登月計(jì)劃的另一個“隱藏人物”。不破不立，被砸碎的門框，就如同工業(yè)時(shí)代與電子時(shí)代之間的藩籬。盡管那臺IBM7094的運(yùn)算能力還遠(yuǎn)不及今天的計(jì)算機(jī)，但每分鐘24000次的乘法運(yùn)算能力，依舊比人腦高效得多，這正是今天人工智能技術(shù)的開端。

IBM計(jì)算機(jī)從一開始就在助力美國載人航天計(jì)劃

1960年，Helmut Hoelzer博士（左），阿拉巴馬州亨茨維爾馬歇爾太空飛行中心的計(jì)算中心主任，和該中心Aeroballistics部副主任Rudolph Hoelker博士，正在在IBM 7090上模擬登月之旅。

不過，在最開始，人們對這個由集成電路板組成“大家伙”還充滿顧慮，宇航員們擔(dān)心由于停電或其他小問題，最終導(dǎo)致自己性命不保。

“讓那個女孩去核實(shí)數(shù)據(jù)，如果她認(rèn)為數(shù)據(jù)沒有問題，我就準(zhǔn)備出發(fā)了……”，這是美國宇航員約翰·格倫上校在友誼7號宇宙飛船發(fā)射前提出的要求，他所謂的“那個女孩”，是 “有色人種計(jì)算師”中的佼佼者，《隱藏人物》的主角之一數(shù)學(xué)家凱瑟琳·約翰遜。而電影中另一位主角，多蘿斯·沃恩（Dorothy Vaughan）則敏銳地嗅到了變革的氣息。

多蘿斯時(shí)任NASA西區(qū)計(jì)算部門主管，在認(rèn)識到電子計(jì)算的出現(xiàn)會改變美國宇航局所采用的計(jì)算方法后，她自學(xué)了 FORTRAN 編程語言，并教同事一起學(xué)習(xí)，讓她們?yōu)橹С诌@次變革做好準(zhǔn)備。她的遠(yuǎn)見卓識，使得美國宇航局的人類計(jì)算師順利轉(zhuǎn)型成為該機(jī)構(gòu)的第一批計(jì)算機(jī)編程人員。

圖片故事

IBM & NASA

尼爾.阿姆斯特朗到訪IBM

在美國紐約州Owego的IBM辦公室，尼爾.阿姆斯特朗（最右）和其他宇航員參觀了雙子座宇宙飛船模型。Owego的測試使用了航天器模型和IBM 7090編程，就像一臺機(jī)載計(jì)算機(jī)。兩年后，阿姆斯特朗使用IBM計(jì)算機(jī)引導(dǎo)雙子星8號在太平洋安全著陸。

美國宇航局戈達(dá)德飛行中心，1965年

遙測和雷達(dá)數(shù)據(jù)上載到NASA太空船或下載到控制中心，都要通過載人航天飛行網(wǎng)絡(luò)，而該網(wǎng)絡(luò)就是由位于馬里蘭州戈達(dá)德太空飛行中心的IBM系統(tǒng)指揮和控制。來自雙子星任務(wù)的數(shù)據(jù)由IBM員工和NASA員工使用IBM 7094 計(jì)算機(jī)來處理，阿波羅登月計(jì)劃則使用了第一批 IBM System / 360大型機(jī)。

IBM工程師在監(jiān)控阿波羅號的發(fā)射IBM工程師在佛羅里達(dá)州肯尼迪角的阿波羅發(fā)射期間監(jiān)測土星儀器單元的數(shù)據(jù)。在整個載人航天計(jì)劃中，IBM的技術(shù)人員和NASA的工作人員并肩工作。

在肯尼迪角觀看阿波羅發(fā)射在肯尼迪角阿波羅發(fā)射中心的技術(shù)人員在通過監(jiān)視器觀看發(fā)射。如美國國家航空航天局所說，“載人飛行任務(wù)中計(jì)算機(jī)的故事，就是 NASA 與IBM 密切而互利的合作的故事?！?/p>

曾擔(dān)任阿波羅11號項(xiàng)目第一位當(dāng)班飛行指揮官的美國航天工程師尤金·克蘭茲（Gene Kranz）說：“如果沒有 IBM 及其提供的系統(tǒng)，我們就無法成功登月?！笔聦?shí)的確如此，一個最典型的例子是，在阿波羅11號登月艙距離月球表面還有 400英尺時(shí)，NASA發(fā)現(xiàn)登陸用的計(jì)算機(jī)開始報(bào)錯，一度想終止登月。但I(xiàn)BM工程師做了充分預(yù)估，判斷這一小故障不會對登月成功有任何影響，從而保證了登月計(jì)劃的順利執(zhí)行。

此外，在阿波羅11號任務(wù)之后不到1年，阿波羅13號任務(wù)啟動。但在飛船抵達(dá)月球之前，氧貯箱發(fā)生了爆炸。登月任務(wù)被迫立即終止，為了讓宇航員們安全地返回地球，為登月艙重新計(jì)算回程路線，成為亟待解決的難題。由于沒有現(xiàn)成的程序， IBM的工程師只能與時(shí)間賽跑，現(xiàn)場編程。最終，他們花費(fèi)2個多小時(shí)編寫出了全新的程序，算出了所需的點(diǎn)火參數(shù)，并傳回登月艙，幫助阿波羅13號順利迫降在南太平洋上。

榮光之外的

登月之旅

03

有時(shí)，登月任務(wù)的迫在眉睫，也會倒逼出許多尖端技術(shù)的提前實(shí)現(xiàn)。太空飛船在飛行時(shí)，需要進(jìn)行高密度的運(yùn)算，但在體積和重量都被嚴(yán)格控制的情況下，它絕不可能馱著與冰箱一樣大的計(jì)算機(jī)升空。因此，IBM的工程師為此發(fā)明了微型集成電路，把IBM? System/360 大型機(jī)的尺寸縮減到公文包大小，這解決了太空飛行的一大難題，也為后來筆記本電腦的出現(xiàn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

諸如IBM一樣的“隱藏人物”還有許多，它們雖然身處“冷門”領(lǐng)域，卻在登月計(jì)劃中居功至偉，隨后又在民用領(lǐng)域大顯神威。比如“燃料電池”，它是太空飛船最可靠的動力來源，也是航天科技的象征，近幾年興起的氫燃料電池電動車，也是以此孵化、延展出的新概念。

還有“水凈化系統(tǒng)”。最初NASA開發(fā)出了一種小型便攜裝置，為在太空旅行中凈水。后來的研究表明，這套設(shè)備對地球上的水凈化也非常有用。這套系統(tǒng)現(xiàn)被用于保持冷卻塔中的水清潔，有助于支持全球的空調(diào)運(yùn)行。而且，這套系統(tǒng)也已經(jīng)開始用于清潔水池。

太空服的防火面料也是這樣，1967年1月27日，執(zhí)行“阿波羅1號”載人飛行任務(wù)的3名宇航員在進(jìn)行發(fā)射前測試時(shí)，指揮艙內(nèi)起火，3人全部壯烈犧牲。隨后，NASA一直試圖開發(fā)不易燃且穩(wěn)定的紡織纖維。1971年，NASA與國際消防員協(xié)會合作開展了FIRES項(xiàng)目，將開發(fā)出的新材料納入消防員的防護(hù)裝備中。這種織物在上世紀(jì)70—80年代進(jìn)入美國的消防服務(wù)體系，以增強(qiáng)他們防護(hù)服的性能。目前，其仍然用于各種領(lǐng)域，包括應(yīng)急響應(yīng)、汽車運(yùn)動、軍事和工業(yè)等。

整個登月計(jì)劃，從1961年到1972年的11年時(shí)間里，有總數(shù)超過30萬人、2萬家企業(yè)、200多所大學(xué)和80多個科研機(jī)構(gòu)為之奮斗。他們中的大部分，是像IBM一樣的“無名英雄”，正因他們的存在，才讓所有的科技創(chuàng)想成為現(xiàn)實(shí)。

探索之路不止

04

登月成功之后的許多年，IBM依舊作為那位“看不見的伙伴”，協(xié)助人類探索未知。近日，由法國空中客車（Airbus）、德國航天局（DLR）以及IBM三方合作打造的AI機(jī)器人CIMON，成功登上太空。作為人類第一個人工智能宇航員助手，這個“重 11 磅的球形機(jī)器人”將通過面部表情與溝通理解能力，同國際空間站上的宇航員交談以及協(xié)助。憑借IBM Watson AI 技術(shù)，CIMON 機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)“看見”“聽見”“聊天”“飛行”“理解”功能，幫助航天員更簡單、有效率的在空間站工作生活，同時(shí)，CIMON也將被用于研究長期太空任務(wù)對機(jī)組成員的心理影響，嘗試找到減少壓力的對策。

擁有著卡通笑臉的CIMON

在CIMON的幫助下，航天員不再需要手動操控計(jì)算機(jī)，同時(shí)可以通過語音與 CIMON 交流，更便捷的收到試驗(yàn)、運(yùn)行的說明介紹。

如今看來，登月成功的偉大之處，不僅在于它作為里程碑極大地提振了世界人民的信心，更大大地推動了科技的進(jìn)步，深刻地影響著當(dāng)今人們的生活。這些故事告訴我們，無論技術(shù)多么強(qiáng)大，其本身并不能帶來系統(tǒng)性的變革。想改變世界的運(yùn)作方式，需要在我們拿出勇氣、才能、勤勉、堅(jiān)毅、機(jī)遇和瘋狂。如果沒有那些執(zhí)著、篤定、隱秘的推動者，諸多超越時(shí)代的技術(shù)革新也許會在懷疑中止步。

50年過去了，人類探索的腳步從未停歇，可未來與未知仍然如同宇宙般浩瀚無垠。今天我們該如何紀(jì)念那次偉大的冒險(xiǎn)？所有背后艱辛的付出與支持都應(yīng)獲得盛大的掌聲。從人類發(fā)展的大歷史來看，登月只是一小步，計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)也是一小步，但未來我們勢必還要走到更遠(yuǎn)的遠(yuǎn)方，去收獲更多的光榮與夢想。

視頻故事

IBM & NASA

IBM與登月50周年的故事

聽聽當(dāng)年創(chuàng)造與見證了那次仰望星空浪漫冒險(xiǎn)的IBM工程師們，講述他們與登月的故事。

"Man cannot think that fast, but computers could, and we could build them. AND WE DID."

“人類不可能計(jì)算得那么快，但是電腦可以，而我們可以制造電腦，并且我們做到了?！?/p>