Η επιστήμη πίσω από την τέχνη: Πώς τα θεμέλια του ψηφιακού κόσμου δημιουργήθηκαν από μια γυναίκα

Η απροσδόκητη ιστορική σύνδεση μεταξύ της παραδοσιακής τέχνης της υφαντικής και της σύγχρονης επιστήμης των υπολογιστών. Πώς ο αλγόριθμος μιας γυναίκας έθεσε τα θεμέλια για τον προγραμματισμό υπολογιστών.

Η ιστορία της μηχανικής των υπολογιστών παρουσιάζεται συχνά με πρωταγωνιστές επιστήμονες, όπως ο Alan Turing και ο Steve Jobs. Ωστόσο, η εξέλιξη της επιστήμης αυτής, έχει τις ρίζες της στην αλγοριθμική σκέψη της ύφανσης, μία τέχνη ιστορικά συνδεδεμένη με τη γυναίκα. Από την αποθήκευση δεδομένων σε δυαδικά μοτίβα έως την καθοριστική συμβολή στις αποστολές Apollo που έστειλαν τους ανθρώπους στη Σελήνη, η συμβολή των γυναικών υπήρξε καθοριστική, αν και συχνά παραγκωνισμένη. Οι ιστορίες τους παραμένουν σε μεγάλο βαθμό ανείπωτες. Ιστορίες άξιες αναγνώρισης και εορτασμού. 

Τα θεμέλια του ψηφιακού σήμερα χτίστηκαν σε μία γυναικεία τέχνη του χθες: Την Υφαντική.

Η υφαντική και ο προγραμματισμός είναι δύο πλευρές του ίδιου νομίσματος. Ο δυαδικός κώδικας, θεμέλιο της σύγχρονης υπολογιστικής, βασίζεται σε δύο σύμβολα: 0 και 1. Αντίστοιχα, στην υφαντική, η θέση του νήματος (πάνω ή κάτω από το στημόνι) μπορεί να θεωρηθεί ως δυαδική επιλογή. Ο συνδυασμός τους δημιουργεί μοτίβα ακριβώς όπως ο συνδυασμός των 0 και 1 δημιουργεί λογισμικό. Αυτή η λογική προγραμματισμού αποτελεί τη βάση των υπολογιστικών συστημάτων που χρησιμοποιούμε σήμερα.

Πώς υφαίνεται ένας αλγόριθμος;

Για να υφανθεί ένα σχέδιο ακολουθείται μια ακριβής σειρά από οδηγίες. Κάθε νήμα μπορεί να θεωρηθεί είτε ενεργοποιημένο (1) είτε απενεργοποιημένο (0) ανάλογα με τη θέση του στο μοτίβο. Σε μια απλή ύφανση, η εναλλαγή των νημάτων παράγει επαναλαμβανόμενα μοτίβα από 0 και 1. Υπάρχει η δυνατότητα να επεκταθεί και σε πιο σύνθετες υφές, όπου διαφορετικοί συνδυασμοί πάνω και κάτω ή 0 και 1 δημιουργούν πιο περίπλοκα σχέδια.

Βέβαια αυτή η σχέση δεν είναι απλώς ένας ωραίος συμβολισμός, καθώς έχει βαθιά ιστορική υπόσταση. Το πιο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η Ada Lovelace [1]. 

Η συμβολή της Ada Lovelace

Η Ada Lovelace, γνωστή ως η πρώτη προγραμματίστρια στην ιστορία, κατάφερε να διαισθανθεί τα μαθηματικά ενός υπολογιστή έναν ολόκληρο αιώνα πριν την εφεύρεσή του. Ήταν πρωτοπόρος της πληροφορικής και η κόρη του ποιητή Λόρδου Βύρωνα. Για να αποφύγει το ίδιο μονοπάτι με τον πατέρα της, η μητέρα της την προώθησε στα μαθηματικά. Αυτός ο μοναδικός συνδυασμός καλλιτεχνικής κληρονομιάς και επιστημονικής ακρίβειας της έδωσε έναν ξεχωριστό τρόπο σκέψης.

Στις σημειώσεις της για την Αναλυτική Μηχανή του Charles Babbage, η Ada Lovelace δεν περιορίστηκε στην περιγραφή της λειτουργίας της. Προέβλεψε ότι η μηχανή θα μπορούσε να δημιουργεί μουσική και τέχνη, αναγνωρίζοντας πως είχε τη δυνατότητα να επεξεργάζεται σύμβολα πέρα από αριθμούς. Με αυτή τη διορατική σκέψη, άνοιξε τον δρόμο για την ιδέα του γενικού προγραμματισμού. Η Ada έδωσε περισσότερο έμφαση στην αξία που έχει η διάσπαση ενός περίπλοκου προβλήματος σε μικρότερα, πιο απλουστευμένα προβλήματα. Η προσέγγισή της βασίστηκε στη λογική της Άλγεβρας Boole, όπου οι τιμές 0 και 1 αντιπροσωπεύουν καταστάσεις αλήθειας και ψεύδους ή ενεργοποίησης κι απενεργοποίησης. Αυτή η θεμελιώδης ιδέα παραμένει κεντρική στη σύγχρονη επιστήμη των υπολογιστών. 

Η εργασία της πάνω στην Αναλυτική Μηχανή είναι εμπνευσμένη κυρίως από τον Αργαλειό Jacquard ο οποίος χρησιμοποιούσε διάτρητες κάρτες για την αυτοματοποίηση σύνθετων σχεδίων. Κάθε τέτοια κάρτα αντιστοιχεί σε μία γραμμή κώδικα και η σειρά τους αποτελεί το πρόγραμμα. Η Ada συνειδητοποίησε πως η μηχανή μπορεί να προγραμματιστεί μέσα από τις κάρτες αυτές. Η ιδέα αυτή την οδήγησε ύστερα στην δυνατότητα της Αναλυτικής Μηχανής να πλέξει αλγεβρικά μοτίβα.

Έτσι, συνειδητοποίησε ότι η μηχανή μπορούσε να χειριστεί σύμβολα, ενώ μέχρι τότε οι επιστήμονες πίστευαν πως ήταν περιορισμένη μόνο σε αριθμούς. Με αυτή την ιδέα εισήγαγε την έννοια του προγράμματος. Η Ada Lovelace έμεινε στην ιστορία ως η πρώτη προγραμματίστρια, εμπνευσμένη από την τέχνη της υφαντικής.

Από την Υφαντική στο Διάστημα

Η σύνδεση δεν σταματά στον 19ο αιώνα. Το πολυσήμαντο μικρό για τον άνθρωπο και μεγάλο για την ανθρωπότητα βήμα είναι ακόμη ένα από τα πιο γενναία και πολυσυζητημένα επιστημονικά συμβάντα. Στις αποστολές Apollo, γυναίκες εξοικειωμένες με τις παραδοσιακές τεχνικές υφαντικής Navajo συνέβαλαν στην κατασκευή των ενσωματωμένων κυκλωμάτων των υπολογιστών πτήσης που χρησιμοποιήθηκαν στον πύραυλο. Η εμπειρία και δεξιοτεχνία τους αποδείχθηκε κρίσιμη για να υλοποιηθούν οι πολύπλοκες καλωδιώσεις. 

Αξίζει επίσης να σημειωθεί πως ο κώδικας που εξασφάλισε την επιτυχία της προσελήνωσης ήταν γραμμένος στο χέρι από γυναίκα, την Margaret Hamilton [2].

Γιατί έχει σημασία σήμερα;

Φτάνοντας στη σύγχρονη κοινωνία, αυτή η κληρονομιά είναι πιο σημαντική από ποτέ. Αποτελεί την υπενθύμιση πως η τεχνολογική καινοτομία δεν περιορίζεται μόνο στα εργαστήρια, αλλά μπορεί να ξεκινήσει και από το χέρι μιας γυναίκας που πλέκει. Είναι ζήτημα αλγοριθμικής σκέψης.

Την επόμενη φορά που θα δείτε ένα ύφασμα, σκεφτείτε: μήπως είναι ο πρώτος αλγόριθμος;

Πηγές:

[1] Essinger, J. (2014). Ada's Algorithm: How Lord Byron's Daughter Ada Lovelace Launched the Digital Age. Melville House.
[2] Hamilton, M. (1996). Development of the Software for the Apollo Guidance Computer. NASA History Series.

Επιπλέον Υλικό:

• https://en.wikipedia.org/wiki/Women_in_computing
• https://www.bbc.com/news/articles/c6284j26lrgo