'拯救阿波羅的程序媛 | 賽先生'
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
撰文 | 李唐
1969年7月16日，搭載著阿波羅11號的土星5號火箭在肯尼迪航天中心發射升空。這是人類的首次登月嘗試。7月21日，阿姆斯特朗和奧爾德林成功踏上了月球的表面，在完成考察任務後順利返回地球。
這一偉大創舉的背後，是無數科學家和工作人員的辛勤努力。在他們之中，就有一位堪稱傳奇的程序員。如果沒有她的智慧，阿波羅計劃便會毀於一旦。她就是程序員們的“女神”——瑪格麗特·海菲爾德·漢密爾頓（Margaret Heafield Hamilton）。
學業與家庭
瑪格麗特於1936年8月17日在印第安納州的保利出生。高中畢業後的第二年（1955年），她開始在密歇根大學學習數學。在這裡，她結識了詹姆斯·漢密爾頓，並在畢業後與他結為夫妻。1958年，瑪格麗特獲得數學學士學位。同時，她還在厄勒姆學院（ Earlham College）完成了輔修哲學的學業。瑪格麗特說，是她的父親（哲學家、詩人）和祖父（校長、貴格會牧師）激勵了她學習哲學。
大學畢業後，為支持丈夫在哈佛大學攻讀本科學位，她在一所高中教了一段數學和法語。後來，她搬到了馬薩諸塞州的波士頓，並打算在布蘭迪斯大學（Brandeis University）讀研。這次，她選擇抽象數學作為主攻方向，她的理想是成為一名數學教授。當時，詹姆斯·漢密爾頓在哈佛大學修讀法律。為了緩解經濟壓力，1959年的夏天，瑪格麗特開始在麻省理工學院的氣象係為愛德華·諾頓·洛倫茨（Edward Norton Lorenz）工作。在她看來，這只是暫時性的一步，過不了多久她還會繼續研究生的學業。瑪格麗特並未預料到，這份臨時的工作竟為她打開了一個充滿樂趣的全新領域。
初涉編程
在為洛倫茨工作期間，她為Marvin Minsky的MAC項目開發了預測天氣的軟件——這項工作對洛倫茲在混沌理論方面的成果做出了直接貢獻：混沌理論關注於初始條件的細微變化所引起的結果上的巨大差別，天氣預報是混沌理論研究的典型案例。
在1961年，由於能力出色，瑪格麗特進入了著名的林肯實驗室，成為SAGE（ Semi-Automatic Ground Environment ）項目的研發成員。SAGE項目的初衷是利用計算機系統模擬氣流的運動，對天氣狀況進行預測，後來其被美國軍方用於防空，以抵禦蘇聯可能發動的攻擊。
當時，計算機科學和軟件工程還沒有成為系統的學科，程序員往往在工作中通過實踐經驗來學習，編寫程序的複雜度和現代編程也不在一個量級上。由於新興的編程行業還缺乏完善的統一標準，每個程序員必須掌握多種彙編語言。他們首先將代碼用打字機寫到紙上，再依靠人力對程序進行排錯（debug），這往往需要數遍檢查。在確認無誤後，這些程序才會被專職人員用手工編成的磁環存入電腦。儘管如此，瑪格麗特依然樂此不疲，她已經沉醉在了這個嶄新的世界之中。她說道：
當你作為一個初學者進入這個組織時，他們通常會給你分配一個沒人能想出或者運行的程序。當我接手這個項目時，它的確很棘手，但我真的讓它運作了起來，我是第一個使它工作的人。
正是她在SAGE項目上的努力，使她成為美國宇航局阿波羅飛行軟件首席開發員的候選人。
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
撰文 | 李唐
1969年7月16日，搭載著阿波羅11號的土星5號火箭在肯尼迪航天中心發射升空。這是人類的首次登月嘗試。7月21日，阿姆斯特朗和奧爾德林成功踏上了月球的表面，在完成考察任務後順利返回地球。
這一偉大創舉的背後，是無數科學家和工作人員的辛勤努力。在他們之中，就有一位堪稱傳奇的程序員。如果沒有她的智慧，阿波羅計劃便會毀於一旦。她就是程序員們的“女神”——瑪格麗特·海菲爾德·漢密爾頓（Margaret Heafield Hamilton）。
學業與家庭
瑪格麗特於1936年8月17日在印第安納州的保利出生。高中畢業後的第二年（1955年），她開始在密歇根大學學習數學。在這裡，她結識了詹姆斯·漢密爾頓，並在畢業後與他結為夫妻。1958年，瑪格麗特獲得數學學士學位。同時，她還在厄勒姆學院（ Earlham College）完成了輔修哲學的學業。瑪格麗特說，是她的父親（哲學家、詩人）和祖父（校長、貴格會牧師）激勵了她學習哲學。
大學畢業後，為支持丈夫在哈佛大學攻讀本科學位，她在一所高中教了一段數學和法語。後來，她搬到了馬薩諸塞州的波士頓，並打算在布蘭迪斯大學（Brandeis University）讀研。這次，她選擇抽象數學作為主攻方向，她的理想是成為一名數學教授。當時，詹姆斯·漢密爾頓在哈佛大學修讀法律。為了緩解經濟壓力，1959年的夏天，瑪格麗特開始在麻省理工學院的氣象係為愛德華·諾頓·洛倫茨（Edward Norton Lorenz）工作。在她看來，這只是暫時性的一步，過不了多久她還會繼續研究生的學業。瑪格麗特並未預料到，這份臨時的工作竟為她打開了一個充滿樂趣的全新領域。
初涉編程
在為洛倫茨工作期間，她為Marvin Minsky的MAC項目開發了預測天氣的軟件——這項工作對洛倫茲在混沌理論方面的成果做出了直接貢獻：混沌理論關注於初始條件的細微變化所引起的結果上的巨大差別，天氣預報是混沌理論研究的典型案例。
在1961年，由於能力出色，瑪格麗特進入了著名的林肯實驗室，成為SAGE（ Semi-Automatic Ground Environment ）項目的研發成員。SAGE項目的初衷是利用計算機系統模擬氣流的運動，對天氣狀況進行預測，後來其被美國軍方用於防空，以抵禦蘇聯可能發動的攻擊。
當時，計算機科學和軟件工程還沒有成為系統的學科，程序員往往在工作中通過實踐經驗來學習，編寫程序的複雜度和現代編程也不在一個量級上。由於新興的編程行業還缺乏完善的統一標準，每個程序員必須掌握多種彙編語言。他們首先將代碼用打字機寫到紙上，再依靠人力對程序進行排錯（debug），這往往需要數遍檢查。在確認無誤後，這些程序才會被專職人員用手工編成的磁環存入電腦。儘管如此，瑪格麗特依然樂此不疲，她已經沉醉在了這個嶄新的世界之中。她說道：
當你作為一個初學者進入這個組織時，他們通常會給你分配一個沒人能想出或者運行的程序。當我接手這個項目時，它的確很棘手，但我真的讓它運作了起來，我是第一個使它工作的人。
正是她在SAGE項目上的努力，使她成為美國宇航局阿波羅飛行軟件首席開發員的候選人。
（圖源：MIT Museum）
在“荒野”上工作的母親
麻省理工學院的查爾斯·斯塔克·德雷珀實驗室當時正在進行阿波羅計劃的研究，瑪格麗特加入了這個實驗室。作為編程專家，瑪格麗特擔任一支研發團隊的領導。
就在這段日子裡，她的女兒勞倫出生了。在2015年的一次採訪中，瑪格麗特表示，在工作的同時擔當母親的角色的確充滿了挑戰性。在工作繁忙的時候，她不得不將僅有幾歲的女兒帶到實驗室裡，專注的母親和在一旁玩耍的小女兒成為實驗室裡一道別樣的風景。
在這個關於計算的新世界中，許多地方並沒有前人的腳步，路要靠自己去開拓。“那裡就像是原始的西部，沒有航線，沒有人教你東西。”正是在這種情況下，她的團隊成功開發出了飛行軟件，其中包括由多位資深科學家為阿波羅指令艙、月球著陸器和隨後的天空實驗室（Skylab）設計的算法。
化解危機
我們知道，計算機的處理速度與作為臨時存儲空間的內存有很大關係，而在那個時代，計算機內存都很小，阿波羅飛船上的電腦也不例外，這意味著其運行能力的上限較低。
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
在這個緊要關頭，瑪格麗特編寫的程序竟然頂住了壓力。她的算法為各個進程分配優先級，確保所有任務能以正確的順序進行。瑪格麗特寫道：
在這種情況下，軟件的作用是清除優先級較低的任務，並重新執行更重要的任務……如果計算機沒有意識到這個問題並採取恢復措施，我懷疑阿波羅11號能否成功登月。
正是瑪格麗特設計的程序挽救了阿波羅飛船，使阿姆斯特朗邁出了“人類的一大步”。資深技術專家保羅·庫託（Paul Curto）提名瑪格麗特獲得美國宇航局太空行動獎，稱她的工作是“超可靠軟件設計的基礎”。在瑪格麗特的程序拯救人類的登月計劃時，她其實只有33歲。
榮譽永遠屬於她
後來，瑪格麗特離開了NASA，並與他人一同創建了一家名為high Order Software 的公司，繼續進行軟件開發的工作。她提出的算法思想為後來的很多程序設計提供了不可或缺的靈感。
瑪格麗特與Anthony Oettinger、Barry Boehm一道被認為是提出 “軟件工程”這一學科名稱的人。她想賦予編程以“合法性”，這樣它（以及程序員）就會得到應有的尊重。因此，她創造了“軟件工程”這個術語，以區別於其他類型的工程學科。隨著時間的推移，“軟件工程”獲得了與其它任何技術學科相同的重視。
《連線》雜誌的凱倫·特根·帕迪爾（Karen Tegan Padir）評價道，瑪格麗特為更多女性進入軟件等STEM領域並取得成功打開了大門。為此，我們應該送上額外的讚譽。
2003年，瑪格麗特被授予NASA傑出太空行動獎；該獎項包含37200美元的獎金，是NASA歷史上授予個人的最高數額。在2016年，她又得到了美國最高平民榮譽——總統自由勳章。頒獎典禮上，奧巴馬總統說，漢密爾頓夫人“象徵著一代幫助人類進入太空的默默無聞的女性”。
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
撰文 | 李唐
1969年7月16日，搭載著阿波羅11號的土星5號火箭在肯尼迪航天中心發射升空。這是人類的首次登月嘗試。7月21日，阿姆斯特朗和奧爾德林成功踏上了月球的表面，在完成考察任務後順利返回地球。
這一偉大創舉的背後，是無數科學家和工作人員的辛勤努力。在他們之中，就有一位堪稱傳奇的程序員。如果沒有她的智慧，阿波羅計劃便會毀於一旦。她就是程序員們的“女神”——瑪格麗特·海菲爾德·漢密爾頓（Margaret Heafield Hamilton）。
學業與家庭
瑪格麗特於1936年8月17日在印第安納州的保利出生。高中畢業後的第二年（1955年），她開始在密歇根大學學習數學。在這裡，她結識了詹姆斯·漢密爾頓，並在畢業後與他結為夫妻。1958年，瑪格麗特獲得數學學士學位。同時，她還在厄勒姆學院（ Earlham College）完成了輔修哲學的學業。瑪格麗特說，是她的父親（哲學家、詩人）和祖父（校長、貴格會牧師）激勵了她學習哲學。
大學畢業後，為支持丈夫在哈佛大學攻讀本科學位，她在一所高中教了一段數學和法語。後來，她搬到了馬薩諸塞州的波士頓，並打算在布蘭迪斯大學（Brandeis University）讀研。這次，她選擇抽象數學作為主攻方向，她的理想是成為一名數學教授。當時，詹姆斯·漢密爾頓在哈佛大學修讀法律。為了緩解經濟壓力，1959年的夏天，瑪格麗特開始在麻省理工學院的氣象係為愛德華·諾頓·洛倫茨（Edward Norton Lorenz）工作。在她看來，這只是暫時性的一步，過不了多久她還會繼續研究生的學業。瑪格麗特並未預料到，這份臨時的工作竟為她打開了一個充滿樂趣的全新領域。
初涉編程
在為洛倫茨工作期間，她為Marvin Minsky的MAC項目開發了預測天氣的軟件——這項工作對洛倫茲在混沌理論方面的成果做出了直接貢獻：混沌理論關注於初始條件的細微變化所引起的結果上的巨大差別，天氣預報是混沌理論研究的典型案例。
在1961年，由於能力出色，瑪格麗特進入了著名的林肯實驗室，成為SAGE（ Semi-Automatic Ground Environment ）項目的研發成員。SAGE項目的初衷是利用計算機系統模擬氣流的運動，對天氣狀況進行預測，後來其被美國軍方用於防空，以抵禦蘇聯可能發動的攻擊。
當時，計算機科學和軟件工程還沒有成為系統的學科，程序員往往在工作中通過實踐經驗來學習，編寫程序的複雜度和現代編程也不在一個量級上。由於新興的編程行業還缺乏完善的統一標準，每個程序員必須掌握多種彙編語言。他們首先將代碼用打字機寫到紙上，再依靠人力對程序進行排錯（debug），這往往需要數遍檢查。在確認無誤後，這些程序才會被專職人員用手工編成的磁環存入電腦。儘管如此，瑪格麗特依然樂此不疲，她已經沉醉在了這個嶄新的世界之中。她說道：
當你作為一個初學者進入這個組織時，他們通常會給你分配一個沒人能想出或者運行的程序。當我接手這個項目時，它的確很棘手，但我真的讓它運作了起來，我是第一個使它工作的人。
正是她在SAGE項目上的努力，使她成為美國宇航局阿波羅飛行軟件首席開發員的候選人。
（圖源：MIT Museum）
在“荒野”上工作的母親
麻省理工學院的查爾斯·斯塔克·德雷珀實驗室當時正在進行阿波羅計劃的研究，瑪格麗特加入了這個實驗室。作為編程專家，瑪格麗特擔任一支研發團隊的領導。
就在這段日子裡，她的女兒勞倫出生了。在2015年的一次採訪中，瑪格麗特表示，在工作的同時擔當母親的角色的確充滿了挑戰性。在工作繁忙的時候，她不得不將僅有幾歲的女兒帶到實驗室裡，專注的母親和在一旁玩耍的小女兒成為實驗室裡一道別樣的風景。
在這個關於計算的新世界中，許多地方並沒有前人的腳步，路要靠自己去開拓。“那裡就像是原始的西部，沒有航線，沒有人教你東西。”正是在這種情況下，她的團隊成功開發出了飛行軟件，其中包括由多位資深科學家為阿波羅指令艙、月球著陸器和隨後的天空實驗室（Skylab）設計的算法。
化解危機
我們知道，計算機的處理速度與作為臨時存儲空間的內存有很大關係，而在那個時代，計算機內存都很小，阿波羅飛船上的電腦也不例外，這意味著其運行能力的上限較低。
在阿波羅11號飛船著陸月球的前幾分鐘，意外出現了。由於著陸器雷達的電源出現問題，計算機出現過載現象，程序報警顯示“執行溢出”，這意味著導航計算機不能實時完成所有任務。系統近乎崩潰，難道這次挑戰要以船毀人亡的慘劇結束嗎？
在這個緊要關頭，瑪格麗特編寫的程序竟然頂住了壓力。她的算法為各個進程分配優先級，確保所有任務能以正確的順序進行。瑪格麗特寫道：
在這種情況下，軟件的作用是清除優先級較低的任務，並重新執行更重要的任務……如果計算機沒有意識到這個問題並採取恢復措施，我懷疑阿波羅11號能否成功登月。
正是瑪格麗特設計的程序挽救了阿波羅飛船，使阿姆斯特朗邁出了“人類的一大步”。資深技術專家保羅·庫託（Paul Curto）提名瑪格麗特獲得美國宇航局太空行動獎，稱她的工作是“超可靠軟件設計的基礎”。在瑪格麗特的程序拯救人類的登月計劃時，她其實只有33歲。
榮譽永遠屬於她
後來，瑪格麗特離開了NASA，並與他人一同創建了一家名為high Order Software 的公司，繼續進行軟件開發的工作。她提出的算法思想為後來的很多程序設計提供了不可或缺的靈感。
瑪格麗特與Anthony Oettinger、Barry Boehm一道被認為是提出 “軟件工程”這一學科名稱的人。她想賦予編程以“合法性”，這樣它（以及程序員）就會得到應有的尊重。因此，她創造了“軟件工程”這個術語，以區別於其他類型的工程學科。隨著時間的推移，“軟件工程”獲得了與其它任何技術學科相同的重視。
《連線》雜誌的凱倫·特根·帕迪爾（Karen Tegan Padir）評價道，瑪格麗特為更多女性進入軟件等STEM領域並取得成功打開了大門。為此，我們應該送上額外的讚譽。
2003年，瑪格麗特被授予NASA傑出太空行動獎；該獎項包含37200美元的獎金，是NASA歷史上授予個人的最高數額。在2016年，她又得到了美國最高平民榮譽——總統自由勳章。頒獎典禮上，奧巴馬總統說，漢密爾頓夫人“象徵著一代幫助人類進入太空的默默無聞的女性”。
（圖源：Official White House photo by Lawrence Jackson）
人類的歷史是充滿進步的歷史。在閃耀的舞臺上，我們看到了英雄的風采。這時，我們不妨將聚光燈稍稍後移，讓它也照亮幕後的英雄。他們同樣閃耀，他們的努力同樣不可或缺。人類的一大步中，包含了每位英雄邁出的一步，鮮花和掌聲永遠屬於他們。
參考資料
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Margaret_Hamilton_(software_engineer)
[2] https://www.smithsonianmag.com/smithsonian-institution/margaret-hamilton-led-nasa-software-team-landed-astronauts-moon-180971575/
[3] http://news.mit.edu/2016/scene-at-mit-margaret-hamilton-apollo-code-0817
[4] http://wap.sciencenet.cn/blog-2966991-1076583.html?mobile=1