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【读影志】Hack the Moon

2020 年 12 月 27 日

2019年是人类登月五十年，当时看到Margaret的故事很感兴趣；后来读了她发在IEEE Software上的What the Errors Tell Us，看了纪录片Apollo11、一些登月的纪念报道，于是写下这篇（拖了一年的）文章。
如果你也向往宇宙，不妨看看这部纪录片，也希望你和我一样，从这些优秀的女性身上获得力量。
（Aug 2020）

APOLLO 11

2019年，为了纪念登月50周年，NASA贡献出原始素材，包括从未公开过的70mm镜头，携手艾美奖导演米勒团队，打造了纪录片Apollo11。剪辑精巧，画质十分感人，包揽了众多奖项。

冷战期间美苏太空竞赛打得火热，纪录片一开始就提到了这个背景。事实上，最初的阿波罗计划只打算绕月球转转就回，但肯尼迪在1961年5月举行的国会联席会议上提出了要实现载人着陆月球，那就只好，Y-Y-Yes Mr. Kennedy？

✧ 插播一首《醉乡民谣》里调侃肯尼迪的Please Mr. Kennedy

纪录片的主体内容是从发射到降落——登月九天的全过程，宇航员视角与控制室视角交叉，配合登月轨迹动画演示，原始录音贯穿。

大概我宇宙情结作祟，总觉地空对话如此浪漫。对话里还带了点美式幽默：

“Hello there earthlings.”（地球人们~你们好啊~）

“I promise to let you know if I stop breathing.”（如果我停止呼吸了一定会让你知道哒～）

但这场载入史册的月球之旅却不是绝对顺利的，充满了跌宕起伏的小状况。比如在发射的前两个多小时里，发射台就出现了故障；到达月球背后时，飞船短暂失去信号；即将着陆时，出现了紧张的一幕——1202、1201程序报警，而这个纪录片中不足两分钟的镜头，弥漫着需要迅速决定是否按下着陆按钮的焦灼、飞船能否按照预期降落在月球表面的未知。

为什么此时会报警？背后发生了什么？

扎根在“错误”中的女性

人们大抵都知道1969年北半球的夏天有三个人类登陆月球，从另一个星球传回“That's one small step for a man, one giant leap for mankind.”的声音，但知道2018年是软件工程（Software Engineering）诞生五十年的恐怕就少了许多。看似是关系并不紧密的周年庆，实则不然，登月这项繁重浩大的系统性工程，为计算机科学的发展助攻了一大把，而让它们交汇的关键人物之一，是Margaret H. Hamilton（玛格丽特•汉密尔顿）。

玛格丽特出生在美国印第安纳州，是个“不知道为什么我就是对数学特别着迷”的女孩儿，她在大学修读了数学与哲学。

玛格丽特的早年生活看似是“贤妻良母”的范本——支持当时的丈夫继续哈佛法学院的学业，自己暂缓读硕士的计划，照顾家庭，先到MIT工作。

最初她为现代混沌理论之父爱德华•洛伦兹（Edward Norton Lorenz）工作，接触计算机，研究气象软件；随后又参与SAGE项目，开发了美国第一个防空系统用以侦察敌机的软件；之后进入NASA，参与Apollo计划，在Apollo11的项目中，她领导软件团队开发命令舱（CM，即Command Module）和登月舱（LM，即Lunar Module）的飞行软件。

而发出警报的，正是玛格丽特设计的程序——宇航员Buzz Aldrin误触了回程时才需使用的会合点雷达开关，导致系统过载，触发警报显示，中断了正在执行的正常任务显示，该类提示能够让宇航员先处理高优先级的事务，排错、决定是否降落——这就是所谓的「异步（Asynchrony）」。

为什么要这么设计？

因为玛格丽特从过往职业经验总结出的理念是「软件不仅要高可靠，还需要具有实时监控、恢复（灾备）能力」。

在这个“Software is eating the world”的时代，我们恐怕很难想象50多年前，还不存在“软件”这个概念。她说，当时并没有学校教你怎么写代码做软件，只是在培养熟练输入一些指令让电脑执行的“操作员”。

SAGE项目时，程序一报错，巨大的机器就会发出山呼海啸般的号叫，响彻楼宇，随后就会出现那位写错了代码的同事进入“用尽一生一世来debug”的模式。于是巨响后大家都能知道这个bug是谁的“锅”，并且，玛格丽特还会用宝丽为bug及其创造者合影留念，作为严肃工作中的花絮乐趣。

✧ 这张非常经典的图为玛格丽特与阿波罗AGC源代码的合影，Source: Draper （看看当时纸上的代码量，“用尽一生一世来debug”的自黑很真实）

进行阿波罗8号项目的研发时，她晚上和周末常带着女儿去工作，女儿在模拟舱中玩儿起了扮演宇航员的游戏，随机敲键，“登月”后却触发了发射前的任务，导致系统过载崩溃并擦除了导航数据。玛格丽特向上级反馈，主管很有自信：怎么可能？！我们的宇航员可是受过专业训练的，才不会犯这么低级的错误。然后呢，阿波罗8号执行任务时，训练有素的宇航员无意中按下了小朋友按过的键。

那个年代，程序还处于只能按一条线程执行任务的阶段，而载人登月，哪怕是一个不经意的轻微触发，都关乎宇航员们的生命，如果出错而不自知，后果将是灾难性的。

于是这位在“错误”中汲取理论经验的女性，创造了异步模式，为之后分布式环境的发展奠下基础，Apollo11的代码也成为第一支在月球上跑起来的代码（代码已在GitHub开源，链接：https://github.com/chrislgarry/Apollo-11）。

如她所述，余下的，皆为历史。

✧ 推荐TED-Ed的视频NASA’s first software engineer: Margaret Hamilton ✧ 视频中非常清晰又简洁地演示了「异步」的原理（曾经听前同事讲解了十几分钟同异步仍然迷迷糊糊的我都能秒懂）

Fleabag（《伦敦生活》）的编剧也是女主角Phoebe Waller-Bridge写过一个类比：People makemistakes. That's why they put rubbers on the end of pencils.

如果这是个精妙的比喻，那么玛格丽特就是想出要在铅笔后放置橡皮的人。

她的一生，是和Errors“杠”上了的一生。

基于这些“错误理论”，玛格丽特成立了自己的公司，研究“USL”（通用系统语言），用算法提升系统高可靠、灾备能力，也就是在最开始设计时就尽可能预防、减少错误，而不是永无止境地debug改代码。

2016年，为了表彰她的贡献，奥巴马为其颁发了总统自由勋章。

2019年，在这段历史再次被翻阅时，Google团队深入美国最大的太阳能发电厂Ivanpah所在的Mojave沙漠，用30多万面镜子，制造了“月光下的玛格丽特”，向这位软件先驱致敬。

链接：https://blog.google/products/maps/margaret-hamilton-apollo-11-tribute/

Came for All Mankind

玛格丽特在ICSE（International Conference on Software Engineering国际软件工程会议）上做完“What the Errors Tell Us”的演讲后，一位裹着头巾的穆斯林女性向她致敬，感谢她成为该领域如此杰出的女性榜样，“更多的女性选择站出来发表自己的言论、提出问题，您所做的，让这些微小的不同发生着。”同时也向她提问：对于这些年软件工程领域女性地位的变化，有何经验分享？

玛格丽特说：同工同酬，不要只说不做，为女性支付同等的薪水，至少是一种方式。

透过Apollo11纪录片我们也可以看到，工作画面几乎是清一色的白人男性，女性的面孔如此罕见，更多是作为观众布景出现。

而事实上，在阿波罗计划中，还有一些像玛格丽特这样的杰出女性，比如Apollo11发射室内在场的唯一女性、也是后来成为肯尼迪航天中心第一位女性高级主管的JoAnn Morgan；NASA任务控制部门的第一位女工程师Frances'Poppy'Northcutt；计算航天器飞行轨迹、确定着陆点的非裔女性Katherine Johnson；今年Google doodle为纪念登月周年所选择的土耳其天体物理学家Dilhan Eryurt，她研究太阳温度对月球的影响……

还有许多“看不见”的女性，比如通过手工编织电线为阿波罗制导计算机（AGC）建立了内存，被称为“LOL memory”（LOL表示little old lady）的女性们。

但相较于公众视野中的杰出男性、“在鼎盛时期，NASA在全国雇用了超过40万名员工和承包商”的总人数，这样的女性依旧是屈指可数。

庞大的“男性俱乐部”散发的恶意也不少，比如玛格丽特就曾受到男性同事的挑衅：你怎么可以把小孩丢在家里不管？而她回击：“You do what's right for you, and I'll do what's right for me.”（以后如果有人对你说女孩不适合数学／编程／航空航天，不妨告诉Ta：“You do what's right for you, and I'll do what's right for me.” ）

十九世纪六七十年代，正值女性主义运动的第二次浪潮，大量女性走上街头为自己争取工作、生育权，正是她们的存在与选择，让女性人生更丰富的可能性被看见，让微小的不同发生着。

2020，在这个「科幻年份」到来之际，天空和深海还没建起“未来之城”，人类还没实现乘着机器全世界自由飞行的想象，反而见证了有形、无形的墙大肆兴建。但我们还能在旧影像里看到：存储空间和处理速度还不如一台手机的古早计算机，就能将人类送入太空，在月球上迈出“全人类的一大步”；在对种族、性别不平等的文化反思中呈现背后的故事：软件工程领域的女性先驱如何带领团队“Hack the Moon”。