Biografie
Grace Hopper w 1978 roku (fot. Lynn Gilbert / CC BY-SA 4.0)
Grace Hopper w 1978 roku (fot. Lynn Gilbert / CC BY-SA 4.0)

To się tak naprawdę sprowadza do zer i jedynek. W maleńkich tranzystorach 1 to obecność, a 0 to brak prądu. Tylko tyle.

01000111 01110010 01100001 01100011 01100101 – znaczy Grace, a 01010111 01101111 01101010 01101110 01100001 – wojna*. Grace potrzebowała wojny, by dostać się do projektu prowadzonego przez amerykańską marynarkę wojenną, a wojsko potrzebowało Grace, by wygrać wojnę. 

Po prostu byłam ciekawa

Po jej dzieciństwie nie pozostało wiele śladów – kilka fotografii, z których spogląda ciemnowłosa dziewczynka o mądrych oczach, mało wspomnień. Wśród nich historia z budzikami. Siedmioletnia Grace zebrała wszystkie domowe zegarki i metodycznie rozłożyła je na części. Gdy mama nakryła córkę na tym procederze, miała wykrzyknąć: "Dlaczego to zrobiłaś?!". Na co dziecko z rozbrajającą szczerością odpowiedziało: "Po prostu byłam ciekawa".

Urodziła się w 1906 roku w Nowym Jorku jako Grace Brewster Murray. W swojej okolicy  była jednym z pierwszych dzieci, które w domu miały elektryczność. Jej tata Walter Fletcher Murray, właściciel nieźle prosperującej firmy ubezpieczeniowej, ukończył w 1884 roku szanowany Uniwersytet Yale. Musiał być wyjątkowo biegły w naukach ścisłych, bo tylko to pozwalało wstąpić w szeregi stowarzyszenia Phi Beta Kappa, najstarszego honorowego bractwa studenckiego w USA. Przez niemal 150 lat istnienia bractwa przez jego szeregi przewinęło się wielu wpływowych ludzi: Alexander Graham Bell, Henry Kissinger, Susan Sontag, Bill Clinton i Jeff Bezos. W szeregi Phi Beta Kappa wstąpiła również Grace. Ale zanim to się stało, złożyła dokumenty do Vassar College, prywatnej szkoły sztuk wyzwolonych, wówczas przyjmującej wyłącznie kobiety.  

To była niezwykła szkoła. Założył ją w 1861 roku zamożny browarnik i filantrop Matthew Vassar, będąc pod wpływem swojej siostrzenicy Lidii Booth. Lidia uważała, że skoro rolą kobiet jest dbanie o edukację dzieci, same powinny być wykształcone. Jeszcze w pierwszej połowie XIX wieku założyła więc szkołę dla dziewcząt, w której wykładano również przedmioty ścisłe. Jej śladem podążył Matthew Vassar. Choć pierwotnie myślał o założeniu szpitala, stworzył Vassar College.

Vassar College (fot. Library of Congress / Domena publiczna)

Zależało mu na tym, by uczelnia zdolna była konkurować z najlepszymi uniwersytetami amerykańskimi i światowymi. I rzeczywiście, bardzo szybko zyskała renomę. Wchodziła w skład Siedmiu Sióstr, czyli odpowiednika Ligi Bluszczowej, tylko dla uczelni żeńskich. A po wprowadzeniu możliwości zajęć koedukacyjnych padła nawet propozycja połączenia Vassar College i Yale. Uczelnia zatrudniała znakomitych wykładowców, w tym Marię Mitchell, cenioną astronomkę i pierwszą kobietę przyjętą do Amerykańskiej Akademii Sztuki i Nauki. Obok nauk ścisłych szkoła rozwijała program historii sztuki i zbudowała własną kolekcję dzieł. Do dziś znajdują się w niej prace Breughla, Picassa, Pollocka czy Bacona, a biblioteka szkoły przechowuje średniowieczne rękopisy. Ta niezwykła atmosfera i elitarność przyciągnęła do Vassar wiele nietuzinkowych osobowości. Studiowały tam między innymi pisarka Mary McCarthy, astrofizyczka Vera Rubin, Jackie Kennedy i Meryl Streep. Studiowała również Grace Murray, przyszła matka informatyki.

Małżeństwo nietypowe

Grace ukończyła studia licencjackie w 1928 roku, rok przed wybuchem Wielkiego Kryzysu. Miała w ręku dwa dyplomy: z fizyki i z matematyki. To pozwoliło jej dostać się na wymarzony Yale. Studia magisterskie na tej szacownej uczelni ukończyła w 1930 roku i wróciła, już jako wykładowczyni, do Vassar College, ale równolegle robiła doktorat na Yale. W tym samym czasie wyszła za mąż. Jej wybrankiem został Vincent Foster Hopper, wykładowca literatury angielskiej na Uniwersytecie Nowojorskim.

Małżeństwo to było specyficzne, bardzo nietypowe jak na pierwszą połowę XX wieku. On, spokojny, dość flegmatyczny mężczyzna, mógł nie wychodzić z biblioteki. Ona, rzutka, pełna werwy kobieta, z rozbrajającą lekkością łamała kody i rozprawiała o najnowszych osiągnięciach fizyki. Widywali się w przelocie. On wykładał w Nowym Jorku, ona w oddalonym o 130 km Poughkeepsie, gdzie mieści się Vassar College. Gdy on zjeżdżał do domu na weekend, ona pakowała walizkę i jechała do New Haven, na Yale. Zawsze w biegu, zawsze w niedoczasie, żyła dniem jutrzejszym.

"Po raz pierwszy zobaczyłem Grace Hopper, gdy miałem kilkanaście lat, a ona niemal 80. Przemawiała na uroczystości zakończenia college’u, do którego uczęszczała moja siostra" – opowiadał w wywiadzie dostępnym na YouTube Kurt W. Beyer, autor książki "Grace Hopper and the Invention of the Information Age". – "Stanęła na mównicy i zaczęła mówić o przyszłości. O tym, że zaledwie wchodzimy w erę informacji i informatyzacji, że stawiamy dopiero pierwsze kroki. To było absolutnie zaskakujące, bo gdy rozmawia się z osobami z jej pokolenia, zwykle odnoszą się do przeszłości. Mówią te wszystkie: w naszych czasach, a kiedyś, dawno. A tutaj stała przede mną drobna kobieta, starsza pani, która opowiadała o świecie, jaki dopiero nas czeka. O komputerach osobistych i możliwości interakcji dzięki nim z ludźmi z całego świata. To był przełom lat 70. i 80. ubiegłego wieku!"

 

Kilka lat później Beyer trafił do współtworzonej przez Grace Hopper akademii technicznej marynarki wojennej i na własne oczy zobaczył, o czym mówiła Grace. Wspominał, że każdy student miał dostęp do komputerów, które w dodatku były zsieciowane i łączyły się z "jakimś internetem". Każdy student dostał swój adres e-mail i mógł kontaktować się ze swoimi profesorami zdalnie. Była połowa lat 80.

Dwa kroki przed innymi

Grace trafiła pod skrzydła Howarda Aikena, pioniera informatyki, tak naprawdę dzięki przypadkowi. Był rok 1943, II wojna światowa zbierała śmiertelne żniwo. Dla Amerykanów ogromnym wstrząsem był nalot na Pearl Harbor. Japończycy zdziesiątkowali amerykańskie siły na Pacyfiku. Grace, aby uczcić pamięć swojego dziadka marynarza, wstąpiła do kobiecych oddziałów rezerwy marynarki USA. Jednak gdyby nie jej wykształcenie matematyczne, nigdy nie założyłaby białego munduru. Armia potrzebowała wsparcia. Takiego, jakie dawał aliantom Alan Turing i jego bomby kryptologiczne, które łamały szyfr niemieckiej Enigmy. Należało stworzyć maszyny zdolne wykonywać setki obliczeń na sekundę. Trzeba było stworzyć komputery. 

Maszynę zaprojektował profesor Uniwersytetu Harvarda Howard Aiken. Ale program musiał się rozwijać, potrzebni byli ludzie tacy jak znakomita matematyczka, doktor z dyplomem Yale Grace Hopper. W 1944 roku Grace przeskoczyła z rezerwy do służby czynnej, założyła biały mundur i otrzymała tytuł porucznika oraz – co rzadkie nawet teraz – pensję równą tej, jaką otrzymywali mężczyźni z jej stopniem. Zaczęła się jej praca przy Mark I oraz kolejnej, ulepszonej wersji komputera – Mark II.

To było mierzące 15 na 2,5 m połączenie kół zębatych, wałów i przełączników, między które upchnięto 850 km przewodów – mówi o Mark I dr inż. Rafał Wcisło z Instytutu Informatyki Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. – Podstawą konstrukcji komputerów jest tak zwana bramka logiczna, czyli coś realizującego bardzo podstawowe funkcje, takie jak alternatywa, koniunkcja, negacja. Współcześnie bramki są realizowane przez tranzystory zamknięte we wspólnej obudowie, stąd pochodzi określenie układ scalony. Ale 77 lat temu nie było jeszcze tranzystorów. Aby zrealizować funkcje logiczne, trzeba było używać elementów mechanicznych lub elektromechanicznych. Mark I miał 765 tys. elementów mechanicznych, które zostały złożone ręcznie. Dla porównania przeciętny współcześnie używany notebook zawiera miliardy tranzystorów.

Grace Hopper przy klawiaturze komputera UNIVAC (fot. Wikipedia Commons / CC BY 2.0)

Melissa Pierce, pomysłodawczyni dokumentu "Born with Curiosity", mającego opowiedzieć historię Grace Hopper, mówi, że Mark II, który dziś znajduje się w Japonii, nadal śmierdzi jak popielniczka. Obsługiwany był przez niemal samych mężczyzn, którzy czekali godzinami na wynik obliczeń i odpalali papierosa od papierosa. A niedopałki wrzucali gdziekolwiek, nawet do samej maszyny. Maszyny na tamte czasy przełomowej, choć w pewnych aspektach niewiele różniącej się od pianoli.

Bo program Mark I i jego następcy Mark II zapisany był na perforowanych papierowych taśmach. Taśma miała dziurki, które uruchamiały odpowiednio zbudowane przełączniki, i przesuwając się, realizowała kolejne obliczenia.

W takim programowaniu nie można było stosować pętli, czyli czegoś bardzo elementarnego w prawie każdym języku programowania. Ale można było zrobić pewien trik, skleić taśmę ze sobą, tworząc całkiem realną, fizyczną pętlę – mówi dr Rafał Wcisło.

Równia pochyła

Współczesne postrzeganie kobiet pionierek rozwoju nauk ścisłych sprawia, że Grace Hopper przedstawiana jest jako postać pomnikowa, bez skazy. Pojawia się w setkach publikacji, jest jedną z głównych postaci amerykańskiej National Women’s Hall of Fame. Jej nazwisko firmuje kilka nagród dla młodych naukowczyń, a Centrum Bezpieczeństwa Cybernetycznego Akademii Marynarki Wojennej (Explore Hopper Hall :: USNA News Center :: USNA) nosi jej imię. We wrześniu tego roku Google zakończył proces kładzenia na dnie oceanu liczącego około 6,2 tys. km światłowodu, który ma połączyć Nowy Jork, hiszpańskie Bilbao oraz Bude w Wielkiej Brytanii; linię ochrzczono imieniem Grace Hopper. Można byłoby powiedzieć, że ta drobna, niezwykle inteligentna i uparta kobieta zdobyła wszystko. Tymczasem życie Grace Hopper, matki programowania, nie było pasmem sukcesów. I o mało nie przerwał go przedwcześnie alkohol.

Był rok 1949. Cztery lata po zakończeniu II wojny światowej i cztery lata po rozwodzie z Vincentem Fosterem Hopperem Grace, wówczas 43-letnia pani doktor i porucznik US Navy, została aresztowana za nieobyczajne zachowanie w miejscu publicznym – nie wiemy, co zrobiła, być może po prostu była nietrzeźwa. W purytańskim amerykańskim społeczeństwie połowy ubiegłego wieku to oznaczało skandal. Grace wyciągnęli z aresztu przyjaciele z Harvardu i odwieźli do domu. Ale to nie koniec tej historii.

Grace piła. Nie drinka po pracy czy kieliszek wina do obiadu. Piła dużo, do nieprzytomności. Zaczynała rano i przez większość dnia nie była zdolna pracować. Miała depresję, próbowała nawet popełnić samobójstwo. Mogło mieć to związek ze śmiercią w katastrofie lotniczej w 1949 roku Harry’ego L. Strausa, przyjaciela Hopper i jej współpracownika w Eckert-Mauchly Computer Corp., firmie, z którą Grace odniosła największe sukcesy, a której przetrwanie w 1949 roku zawisło na włosku.

Elektroniczny Numeryczny Integrator i Komputer – tak brzmi pełna nazwa komputera ENIAC skonstruowanego w latach 1943–1945 przez J.P. Eckerta i J.W. Mauchly’ego. ENIAC zajmował powierzchnię 140 mkw., nie miał pamięci operacyjnej, a programowało się go przez przełączanie kabli. Mimo to stanowił przełom i wzbudził ogromne zainteresowanie, jego twórcy postanowili więc pójść za ciosem i założyć firmę. Zebrali grono najwybitniejszych specjalistów, wśród których znalazła się Grace Hopper. Ale przez alkohol nie spełniała pokładanych w niej nadziei. Do czasu.

Nie wiemy, co się stało, że przestała pić. Czy przeszła jakiś rodzaj terapii? Kto jej pomógł? Faktem jest, że przełom nastąpił wraz z zadaniem, jakie otrzymała w 1952 roku. Miała stworzyć oprogramowanie dla komputera UNIVAC.

Sekretarz Marynarki Wojennej John Lehman, po prawej, promuje kapitan Grace Hopper do stopnia komandora podczas ceremonii w Białym Domu. Prezydent Ronald Reagan jest po lewej (fot. Domena publiczna)

– Programowanie to nic innego jak układanie sekwencji operacji, jakie muszą zostać wykonane, aby dały oczekiwany wynik obliczeń. Do czasów Grace Hopper i oprogramowania do komputera UNIVAC kod każdej operacji trzeba było wpisać ręcznie, a jeśli coś się powtarzało, nie było innego wyjścia jak ponawiać do skutku. Sam program komputerowy to był ciąg liczb zakodowany dziurkami na taśmie czy kartach – wyjaśnia dr Rafał Wcisło.

I wtedy Grace Hopper wpadła na genialny pomysł, aby stworzyć coś, co nazwała "kompilatorem". Pozwalał on zastąpić ponawiające się sekwencje ich wywołaniami bez konieczności przepisywania ich za każdym razem, gdy było to konieczne. 

Stworzono tak zwane biblioteki często wykonywanych czynności obliczeniowych. Osoba programująca mogła się zatem skupić na ogólnym problemie i algorytmie do jego obliczenia, składając program z gotowych "klocków" z biblioteki. To szalenie skróciło czas potrzebny na programowanie: coś, co wcześniej robiło się przez tydzień, teraz zajmowało minutę. W dodatku kompilator znacznie zmniejszał prawdopodobieństwo popełnienia błędu. Moim zdaniem to właśnie stworzenie koncepcji kompilatora i wykazanie w praktyce jego skuteczności jest największym osiągnięciem Grace Hopper – dodaje dr Wcisło. 

Kompilator był przełomem i umożliwił zbudowanie COBOL-a, czyli Common Business Oriented Language, wysokopoziomowego języka programowania używanego do dziś! Koncepcja była prosta: skoro kompilator sprawił, że możemy przestać mówić do komputera liczbami, dobrze byłoby sprawić, by do pisania programów można było używać języka najbardziej naturalnego dla programisty, czyli w przypadku COBOL-a – języka angielskiego.

W latach 50. zaczęło powstawać wiele języków programowania, przybywało też komputerów. Ta różnorodność wywoływała lekki chaos, który sprawiał, że rosły koszty – skoro komputery nie miały wspólnego języka programowania, trzeba było tłumaczyć programy między nimi. Dlatego pod koniec lat 50. zebrała się grupa ludzi, którzy postanowili coś z tym zrobić i stworzyć jeden, wspólny i w miarę uniwersalny język programowania. Sponsorem tego działania został Departament Obrony USA.

Grace miała już doświadczenie w tworzeniu takich programów, wcześniej opracowała już MATH-MATIC i FLOW-MATIC. Pierwszy z nich używał skrótowców i pozwalał zamiast zwrotu "Arithmetic Addition" (dodawanie) wpisać po prostu AAO, a zamiast "Arithmetic Multiplication" (mnożenie) – AMO. We FLOW-MATIC instrukcje były bardziej czytelne. Jednak Grace Hopper nie była twórczynią COBOL-a. Przypadła jej rola konsultantki. 

Z powrotem do armii

COBOL odniósł ogromny sukces i używany jest do tej pory. Według danych z USA z roku 2017 aż 43 proc. działających systemów bankowych napisanych jest w COBOL-u, 95 proc. terminali kart bankomatowych bazuje na COBOL-u, a 220 mld linii programów napisanych w COBOL-u jest nadal używanych. I to mimo niebywałego rozwoju tej dziedziny!

A Grace? W wieku 60 lat została ponownie powołana do wojska, by opracować standardy komunikacji między różnymi językami używanymi w informatyce. W marynarce spędziła kolejnych 19 lat. Przeszła na emeryturę w 1986 roku, w wieku 79 lat, będąc tym samym najstarszym oficerem w służbie czynnej. Zakończyła karierę w randze kontradmirała i do końca dni, do ostatniego swojego wystąpienia, zawsze pojawiała się publicznie w białym mundurze marynarki. Była w nim również w popularnym programie Davida Lettermana. Gdy prowadzący zadał jej pytanie, jak to się stało, że tak dużo wiedziała wówczas o komputerach, odpowiedziała z rozbrajającą szczerością: "Nie wiedziałam, przecież byłam pierwsza!".

Zmarła 1 stycznia 1992 roku. Pięć lat później marynarka Stanów Zjednoczonych zwodowała USS Hopper, a kolejne siedem lat później Uniwersytet w Missouri stworzył Grace’s Place – muzeum komputeryzacji i programowania. To wszystko dla upamiętnienia kobiety, która powtarzała: "Ludzie mają alergię na zmiany, musisz to przełamać, by sprzedać swój pomysł".

*To kod binarny, czyli podstawowy sposób zapisywania danych w komputerze. Używany system dwóch symboli to często 0 i 1 z systemu liczb binarnych. Kod binarny przypisuje wzór cyfr binarnych, znany również jako bity, do każdego znaku, instrukcji. W sieci można znaleźć specjalne translatory słów na kod binarny, na przykład https://dbm.org.pl/bimatrix-tlumacz-kodu-binarnego.html

Przygotowując materiał, korzystałam z:

- Kurt W. Beyer, "Grace Hopper and the Invention of the Information Age", MIT Press 2014
- Grace Hopper, "Biography & Facts", Britannica
- "Scientists in Uniform: The Harvard Computation Laboratory in World War II on JSTOR"
- Grace Hopper, Computer Coder, Education & Achievements, Biography
- Welcome, Grace Hopper College (yale.edu)

Za pomoc merytoryczną dziękuję dr. inż. Rafałowi Wcisło z Instytutu Informatyki AGH.

Ewelina Zambrzycka-Kościelnicka. Dziennikarka i redaktorka zajmująca się tematyką popularnonaukową. Pisząca dla Weekend.Gazeta.pl od powstania magazynu, związana ponadto m.in. z Focusem i z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk. Współautorka książek Człowiek istota kosmiczna oraz Kosmiczne wyzwania.

Cykl o kobietach

W nowym cyklu Weekend Gazeta.pl będziemy przybliżać historie kobiet, które zmieniły świat, ale ich zasługi zostały przemilczane bądź przypisane innym osobom.