Mary Tsingou, la Dama Misteriosa que ayudó a abrir el campo de la física no lineal y el uso de simulaciones por ordenador para estudiarla

En 1955, el Laboratorio Científico de Los Álamos (Nuevo México, Estados Unidos) publicó un artículo titulado Estudios de Problemas no lineales en el que se detallaban los métodos seguidos y los resultados de las simulaciones de física matemática desarrollados en el MANIAC, la primera computadora científica del laboratorio. Los autores del paper, Enrico Fermi, John Pasta y Stanislaw Ulam, fueron rápidamente reconocidos por el avance, que abría nuevos campos de investigación hasta ese momento inimaginables. Su trabajo pasó a conocerse como el problema Fermi-Pasta-Ulam. En una nota a pie de página, los autores escribieron: “Agradecemos a la señorita Mary Tsingou la eficiente programación de los problemas y el haber implementado los códigos en la máquina MANIAC”.

Pie de página de Studies of Nonlinear Problems.

A pesar de que su trabajo fue imprescindible para la investigación y de que no había muchas otras personas que hubiesen podido llevarlo a cabo en su lugar, ese fue todo el reconocimiento público que obtuvo Tsingou en ese momento y durante años. Sin embargo, su nombre y su trabajo como matemática y como programadora de computación sí eran bien conocidos entre sus colegas: fue una de las primeras programadoras y parte de su código siguió utilizándose en simulaciones de problemas de física no lineal durante décadas.

Tsingou nació en 1928 en una familia de origen griego residente en Milwokee, en Wisconsin. En 1936, durante la Gran Depresión de Estados Unidos, la familia se trasladó a Bulgaria, donde poseía algunas propiedades. En 1940, ante la escalada de tensión de la Segunda Guerra Mundial, emprendieron el regreso a Estados Unidos. Tuvieron la suerte de embarcar en el último barco que salió de Italia hacia América.

Los hombres proveen, las mujeres complementan

Mary Tsingou (1955).

Ella optó por estudiar ciencias, y obtuvo el bachillerato en 1951 y un título universitario en 1955. Mientras, por recomendación de su profesora de ecuaciones diferenciales, en 1952 solicitó un puesto de trabajo en el laboratorio de Los Álamos. Las matemáticas no eran una ocupación habitual para las mujeres de la época, pero la guerra había provocado que la mayoría de los hombres jóvenes tuviesen que dejar sus trabajos, incluidos los de programación e investigación en Los Álamos, y ante la falta de manos para hacer cálculos, las mujeres encontraron una oportunidad. Aún así, en su llegada al laboratorio, Tsingou fue informada de que ella y otras mujeres que entraban a trabajar allí recibirían un salario menor al de los hombres con el mismo puesto y las mismas habilidades porque “los hombres tienen que proveer para sus familias, mientras que el sueldo de las mujeres es complementario”.

Aún así, para Tsingou trabajar allí era un motivo de alegría. Había elegido ese trabajo entre otras oportunidades, como trabajar en General Electric, porque el sueldo era el doble y porque nunca había estado fuera de la zona oeste del país. Además, sentía un gran orgullo trabajando en temas de seguridad nacional durante la Guerra Fría. “Hacíamos aquello igual que los hombres se alistaban en el ejército. Sabíamos que era algo importante para el país”, decía Tsingou de ella y sus compañeras en este artículo homenaje publicado por el Laboratorio Nacional de Los Álamos.

Decepción ante los “trabajos mundanos”

Su primer trabajo fue en la División Teórica (representada por la letra T), en el grupo T1, haciendo cálculos que se utilizaron para probar el diseño de la bomba H, de hidrógeno, que utiliza la fusión y la fisión de átomos para lograr una explosión aún mayor que una bomba atómica. Los Álamos era el epicentro americano de la carrera con la URSS para ser los primeros en desarrollar una bomba de hidrógeno y esos cálculos eran vitales para determinar si un objeto de este tipo podía ser detonado, y cómo. Casi todos estos cálculos fueron llevados a cabo por mujeres, la mayoría en la veintena y recién salidas de la universidad utilizando máquinas de cálculo muy rudimentarias y resolviendo problemas predeterminados relativamente sencillos.

Esto fue una decepción inicial para Tsingou, que se esperaba algo más complejo y elevado. “Cuando salíamos de la universidad nos decíamos que íbamos a comernos el mundo, y en vez de eso nos asignaban trabajos mundanos”.

Pero la decepción no duró demasiado. Pronto fue reclutada para trabajar como una de las primeras programadoras del computador MANIAC (Analizador Matemático, Integrador Numérico y Computador, por sus siglas en inglés). Una vez que el MANIAC estuvo construido y funcionando, no había nadie en el laboratorio que pudiese introducir los programas. Así que Jack Jackson, programador de Los Álamos que más adelante dirigiría la división aeroespacial de IBM, impartió una clase de programación. Tsingou estaba muy interesada en aprender a programar “porque era muy aburrido pasar el día allí sentada haciendo sumas y restas”.

Programando una de las primeras computadoras

Así que aprendió y logró cambiar de demarcación. Su nuevo trabajo consistía en decirle a la máquina que cálculos debía realizar, lo cual requería manejar lenguaje binario. “Era algo muy rudimentario, nada que ver con lo que existe ahora”. Por eso programar en el MANIAC era un trabajo muy laborioso: “Solo utilizábamos unos y ceros, que era lo que la máquina sabía reconocer. Tecleábamos las instrucciones en una cinta y la poníamos en la máquina”. Mientras aprendía a manejar el MANIAC, Tsingou recibió el encargo de programarlo para obtener el seno de un ángulo. Cuenta que programó las instrucciones y las comprobó una y otra vez antes de introducirlas en la máquina, y cuando lo hizo el resultado fue correcto a la primera. Según Tsingou, esa fue la primera y la última vez en su carrera en que un cálculo obtuvo el resultado correcto a la primera.

Algoritmo de Mary Tsingou para codificar un experimento físico. Imagen: Fermi, Pasta, Ulam, and a mysterious lady

Fue en este nuevo destino, el T7, donde trabajó con los físicos teóricos Stanislaw Ulam y John Pasta. Aunque la mayoría del trabajo en Los Álamos estaba orientado al desarrollo de armas, los físicos de la división teórica trabajaban en el desarrollo de ciencia básica o fundamental. El MANIAC abría nuevos caminos para este fin, y Ulam y Pasta fueron de los primeros en explorarlos.

Una vez que el computador estuvo en funcionamiento, los investigadores empezaron a pensar en problemas que no se pudieran resolver con cálculos manuales pero sí pudieran ser simulados por el ordenador. Las simulaciones, el uso de las matemáticas para crear modelos de cómo interaccionan o se desarrollan distintos sistemas estaban empezando a realizarse. Esta era una forma de averiguar qué ocurriría en el mundo real si en él aparecía algo teóricamente imaginado.

El Problema de Fermi-Pasta-Ulam, y Tsingou

En este contexto surge el Problema de Fermi-Pasta-Ulam, que cambió lo que se sabía en ese momento de las matemáticas y la física teórica y fue básico para el desarrollo de la física computacional, abriendo el campo de la ciencia no lineal y una serie de conceptos científicos hoy muy conocidos incluido el de la teoría del caos, que propone que existen patrones incluso en lo que parecen sistemas aleatorios complejos.

Este experimento, en definitiva, lo que demostró fue que hay formas de simular problemas que no se pueden estudiar con experimentos literales o resolver con métodos teóricos tradicionales. Esto dio pie a la idea de que las simulaciones computacionales son un tercer enfoque para la investigación en física, junto con los experimentos y los análisis teóricos tradicionales.

Y si Fermi, Pasta y Ulam desarrollaron la teoría, Tsingou fue la que hizo el trabajo. “Ellos no sabían nada de programación. Ellos desarrollaron las ecuaciones y yo hice todo el código”. Aunque es cierto que en el propio paper aparece el agradecimiento a su trabajo, para muchos físicos ese reconocimiento no es suficiente. En 2008 un artículo del físico francés Thierry Dauxois titulado Fermi, Pasta, Ulam y una Dama Misteriosa proponía cambiar el nombre al Problema de Fermi, Pasta, Ulam y Tsingou, y así lo llaman algunos desde entonces, asegurando además que según los estándares actuales de la comunidad científica, Tsingou no solo habría aparecido como coautora de ese paper, sino que incluso podría haber firmado como primera autora, como la persona que más habría contribuido al proyecto.

Experta en Fortran

A pesar del profundo impacto que tuvo el experimento desde poco después de publicarse, Tsingou asegura que aquello no le importaba demasiado. “Yo solo estaba haciendo mi trabajo y me alegraba de que me pagasen”. Aunque inicialmente su participación en el MANIAC iba a ser de seis meses, terminó trabajando allí un par de años, hasta que dejó Los Álamos temporalmente para obtener su título de máster en matemáticas por la Universidad de Michigan en 1954. Volvió en 1955 y trabajó con distintos computadores en distintos proyectos. Obtuvo reconocimiento por su habilidad en el uso de uno de los primeros lenguajes de programación, el Fortran.

Código FORTRAN en una tarjeta perforada. Imagen: Wikimedia Commons.

Trabajar con Fortran era mucho mejor que utilizar el código del MANIAC: programar era mucho menos laborioso y permitía unas instrucciones que antes eran imposibles, haciendo los cálculos más sencillos y más rápidos. Como experta en este lenguaje, obtuvo puestos laborales más interesantes y reconocidos. Y aún así, una vez retirada en 1991, siguió lamentando que los puestos de trabajo más interesantes siempre fueron para los hombres, mientras que las mujeres eran relegadas al trabajo más mundano y mecánico.

Una compañera suya, Mary Kircher, cuenta que en un momento dado, el trabajo con el MANIAC que Tsingou había realizado se volvió “cosa de hombres”: “supimos que ya no iba a ser trabajo para las mujeres cuando Jack Jackson reunión a unos cuantos hombres, pero a ninguna mujer. No estábamos invitadas. Y hubo algo de amargura, claro. Sé que Mary [Tsingou] estaba disgustada”. Otro ejemplo de que a pesar de su talento, Tsingou fue relegada por ser mujer fueron las continuas promesas de sus supervisores de que le iban a equiparar el sueldo al de sus compañeros varones con la misma experiencia y habilidades. No entendía, cuenta, porque no lo hacían y punto. Un poco antes de retirarse recibió un dinero como compensación por una demanda por discriminación de género interpuesta por otra compañera contra al laboratorio. Utilizó el dinero para comprar una videocámara a su hija, que por entonces estaba embarazada.

Tsingou aún vive en Los Álamos con su marido, que también trabajó allí. Piensa con cariño en los proyectos en los que participó y se maravilla y sorprende de cómo el mundo es hoy muy diferente de cómo los científicos que conoció a mediados del siglo XX pensaron que sería: “creían que la energía nuclear cambiaría el mundo, pero son los ordenadores los que lo han hecho”.

Referencias

Sobre la autora

Rocío P. Benavente (@galatea128) es periodista.

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