被遗忘的电气工程师的工作为雷达技术铺平了道路

萨莉·佩罗·米德在电磁波传播方式方面取得了重大发现,使得远距离探测物体成为可能

An illustration of an old photograph of a woman in period dress from the early 1900s inside a postal stamp design

Keren Mevorach; 巴纳德学院

萨莉·佩罗·米德于 1915 年在 AT&T 首次被聘为“计算机”——人工计算器——在哥伦比亚大学完成数学硕士学位后不久。 不久之后,她开始在公司的传输工程团队工作,担任数学家和电气工程师。

她和她的团队开发并测试了用作波导的中空金属管:限制和引导电磁波的结构。 1933 年,他们发现了一种超高频波可以在这些管中传播的新方法,这使得雷达技术成为可能——恰好及时用于第二次世界大战。

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“科学失落女性”是为耳朵制作的节目。 在可能的情况下,我们建议收听音频,以获得对所说内容的更准确的呈现。

剧集文字稿

Katie Hafner:我是 Katie Hafner,这里是“科学失落女性:来自收件箱”,这是一个迷你剧集系列,专门介绍来自听众的女性科学家。

在今天的剧集中,我们将听到电气工程师 Greg Coxson 和数学家 William Haloupek 讲述萨莉·佩罗·米德的故事,她在 AT&T 的工作为早期雷达技术铺平了道路。 制片人 Erica Huang 为我们带来了她的故事。

Greg Coxson:我当时在谈论,我们在发邮件,Bill 和我这周在发邮件,我说 Bill,我,你有没有机会看到那些间谍雷达,呃,天线阵列的背面? 我们,我们过去曾在新泽西州莫里斯敦一起研究间谍雷达。 如果你看看这些巨大的雷达阵列的背面,它就像一个——波导的蛇窝交织在一起。 

Erica Huang:如果你从未听说过波导,我认为这是一个很好的起点。  通过想象一个由扭曲、互锁的中空金属管组成的蛇窝。

Greg Coxson:不知何故,你必须加工这些金属管,必须有人设计这个。  因为你必须使这些波导的长度非常精确。

Erica Huang:波导的故事是一位名叫萨莉·佩罗·米德的电气工程师和数学家的故事。 这也是雷达技术的诞生、同轴电缆的创造以及在不可能的距离上传输重要信息的奇迹的故事。 从某种意义上说,这也是格雷格·考克森和比尔·哈鲁佩克的故事。

Greg Coxson:我是 Greg Coxson。 我在美国马里兰州安纳波利斯海军学院教授电气工程课程。

William Haloupek:我是 William Haloupek。 朋友们叫我 Bill。 我是一名退休数学家。 并且,呃,在雷达工程领域工作了 10 年,但我,我真的只是一个数学爱好者。 格雷格更像是一位工程师。 但他懂足够的数学,可以和我交流,所以。

Erica Huang:工程师格雷格和数学家比尔在 2022 年发现了萨莉·米德的故事。

Greg Coxson:我被要求在 IEEE 雷达会议上讲授一堂关于雷达历史的课。 并且,嗯,在制作幻灯片时,我到了一个地步,你知道,这里有一位女性参与了我想要讲述的故事。 我找不到她的出生年份,也找不到她的去世年份。 我有点沮丧。 我到处都找不到。 所以我联系了 Bill。 实际上,Bill 是这个项目的最佳人选。

William Haloupek:基本上,我退休后一直在研究我的家谱。 因此,我的贡献主要是查找家庭信息、查找报纸文章、旧人口普查记录以及各种此类信息。

Erica Huang:比尔开始翻阅旧纽约人口普查记录、大学年鉴和家谱数据库,以下是他发现的一些内容。

萨莉·米德于 1893 年出生于曼哈顿,原名萨莉·佩罗。 她是一位聪明的学生,跳了几级,并在她 16 岁生日差一个月时开始在巴纳德学院学习。  她打曲棍球、篮球和棒球。 在 1914 年巴纳德年鉴中有一张她的精彩照片,她与女子篮球队的其他五名成员站在一起,头发编成辫子,双手插在口袋里。

William Haloupek:萨莉去巴纳德学院是因为哥伦比亚大学不招收女性。 然后当她去攻读硕士学位时,出于某种原因,他们允许了。 但那是 1914 年,我认为。

Erica Huang:到 20 世纪之交,哥伦比亚大学的所有研究生院都向女性敞开了大门,允许她们攻读学位。

萨莉从哥伦比亚大学毕业,获得了数学硕士学位。 在尝试了一年更常见的教学道路后,她决定申请 AT&T 的工作。 她最初被聘为计算机。

William Haloupek:当然,那时他们没有电子计算机。 因此,嗯,他们所说的计算机是指用手进行计算的人。

Erica Huang:人工计算机可以追溯到 18 世纪中叶; 第一个被引用的例子是法国数学家试图计算哈雷彗星的回归。 到 19 世纪,计算机已在广泛的科学和技术领域工作; 凡是需要计算的地方。 到 20 世纪,计算机通常是女性。

William Haloupek:当时有一种普遍的看法,认为女性适合做那种工作。 因为... 男人更爱做白日梦,是伟大的思想家,他们提出了伟大的想法,但女性可以专注于工作,而不会被所有这些事情分心。

Erica Huang:而且也更便宜。

Greg Coxson:这很有趣,因为他们有一个计算机部门,我看到一些参考文献谈到这个部门说,哦,你知道,这些女性对于她们所做的工作来说是完全大材小用了,而且每个人几乎都意识到了这一点。

Erica Huang:萨莉似乎也意识到了这一点。 她在 1922 年的瓦萨学院季刊上撰写了一篇文章,向当时完全是女生的学生群体讲述了她在 AT&T 的早期工作。 她说:“关于晋升,必须记住,女性进入技术领域的时间相对较短。 然而,晋升……可以在工程领域找到。”

萨莉并没有长期担任计算机。

Greg Coxson:对我们来说,最神秘的事情之一是萨莉·米德是如何成为如此出色的应用数学家,甚至工程师的。 因为她在巴纳德学院和哥伦比亚大学学习的是非常理论的数学,然后她去 AT&T 工作,你知道,到 20 世纪 20 年代,她就像是这些电缆的一些非常复杂的数学和特性的专家。 比尔,你对此印象深刻,对吧?

William Haloupek:是的。

Erica Huang:这似乎可以归结为 AT&T 是一个异类的事实。

Greg Coxson:他们有一个数学研究部门,这与其他任何公司都不一样。 而且,嗯,那些人的目的是,那就是他们的工作,成为数学家,他们将被召集来,呃,支持工程师。

Erica Huang:萨莉·米德的任务是为其中一位工程师进行数学分析。 这就是她如何跨越界限,从处理数字转变为应用数学和电气工程,最终加入 AT&T 的贝尔电话实验室。

Greg Coxson:她最终进入了一个名为传输工程的部门。 她在 20 世纪 20 年代基本上从事一个又一个的项目,这些项目涉及用于传输信号的电缆和管道,它们通常是圆形横截面的管道。

Erica Huang:圆形横截面中空金属管。  这是波导最基本的形式。 波导的作用正如其名称所示。 它们引导波。 你可以想象波在内部曲折前进,就像声音在长笛中传播一样。

有引导声音的声波波导和引导光的光波波导。 而萨莉正在研究的波导被称为超高频波导。 它们引导射频甚至更高频段的电磁波。

Greg Coxson:我一直在尝试向比尔解释,它们主要用于将波从激发器(产生信号的激发器)传输到天线,然后将它们分散到大气中。

Erica Huang:萨莉正在研究这些波导,与传输工程团队的其他成员一起进行计算和实验。 1933 年,他们取得了一项重大发现。

Greg Coxson:我认为他们都很兴奋。 这是一篇不同寻常的论文,因为你可以感受到他们对结果的兴奋,就像,你相信吗,你知道吗? 实际上,嗯,他们支持的乔治·索沃斯在 1962 年写了一本书,他仍然容光焕发。 他就像在使用诗意的语言,你知道,而且不仅仅是一次,他就是无法摆脱它。 即使,嗯,30、25 年后。

Erica Huang(采访):他们对这种特定类型的波导以及波的传播方式发现了什么如此不同,以至于他们如此兴奋?

Greg Coxson:比尔?

William Haloupek:你是工程师…… 

Greg Coxson:(笑)我知道比尔在这次采访之前一直在学习……

Erica Huang:这有点复杂。

萨莉和她的团队习惯于将波发送到这些管道中,并看到它们以这种可预测的方式运行。 因此,随着频率的增加,衰减也随之增加。 换句话说,随着每秒的波越来越多,波会失去能量。 但是,他们发现了一种波可以沿着这些波导之一传播的特定方式,而这种方式却恰恰相反。

因此,随着频率的增加,衰减减小。 这对于超高频波来说确实是个好消息。

Greg Coxson:他们就像,哇,这将彻底改变,呃,通信。 这也是他们感兴趣的。 嗯,它实际上并没有真正彻底改变通信。

Erica Huang:但在无线电频率中,另一种用途即将来临。

Greg Coxson:那是,你知道,1936 年、1937 年。 我们离第二次世界大战只有四年了。

Erica Huang:雷达在第二次世界大战中发挥了重要作用。 有趣的事实,雷达实际上是一个首字母缩略词。 它代表无线电探测和测距。 通过使用波导,军方现在有一种方法可以传输无线电波脉冲来探测远处的物体,这在战争中显然很有用。

Greg Coxson:到战争开始时,甚至在战争开始之前一点,政府就来找 AT&T 购买这些波导作为雷达的组件。

Erica Huang:今天,除了军事用途外,雷达还用于卫星和航天器; 用于探测天气状况; 用于跟踪行星和其他天体的运动; 用于空中交通管制和船舶导航。

我问格雷格,我们是否仍在现代雷达技术中使用萨莉正在开发的波导类型。

Greg Coxson:完全是。 我们仍然在使用它们。 你有大的,也有小的。 你有非常小的波导。 我每年都参加雷达会议。 有一家公司来销售这些东西。 他们展示了各种各样可爱的波导。 而且,而且我去过他们的展位,我说,你知道,我正在研究一位参与波导的女性。 他们一无所知。 就像他们以前从未听说过她一样,但是——

Erica Huang(采访):哇,是啊。

Greg Coxson:他们在这里销售这些波导,这是他们的全部业务,但他们从未听说过萨莉·米德!

Erica Huang:我发现,当我在真空中工作时,我会将注意力缩小到超出实用性的程度。 我认为这就是为什么我想同时与比尔和格雷格交谈的原因,数学家和工程师。 整个事情是人们一起弄清楚一些事情。 这是一个关于横截面的故事。 一位女性跨越了进入工程领域的卢比孔河,以及在另一边等待与她相遇的人们。

当然,萨莉·米德不仅仅是她的波导。

Greg Coxson:她,她买了漂亮的衣服。 她去了,嗯,歌剧院。 她去了纽约市的剧院。 我想她喜欢曼哈顿。

William Haloupek:有人提到,嗯,她和她的第二任丈夫喜欢带着他们的船在长岛海湾出海。 因此,他们是非常,呃,非常喜欢航海的人。 他们喜欢出海。

Greg Coxson:她还去过北极圈以上。 我们有一份证书证明这一点。 她参加了一个超越北极圈的游轮旅行。 始终是运动员。 或者——女运动员。

Erica Huang:我喜欢这样想象她,在她的船上,进行一次奇妙的冒险。 格雷格和比尔也在组队进行另一次冒险。

Greg Coxson:我们目前正在研究一个更难的项目。

Erica Huang:嗯,真的吗? 那是哪一个?

William Haloupek:(笑)

Greg Coxson:是一位参与速调管发明的女性。 几乎不可能找到关于她的任何信息,但我们正在努力。 我们,我们会做到的。

William Haloupek:我们都不懂俄语。

Greg Coxson:一点一点地。

Katie Hafner:感谢 Greg Coxson 和 William Haloupek 给我们写信讲述萨莉·佩罗·米德的故事。

本集“科学失落女性:来自收件箱”由 Erica Huang 制作和混音,David Herman 进行声音设计。 我们的执行制片人是 Amy Scharf 和我自己 Katie Hafner。 Lizzy Younan 创作了我们的音乐。 我们从阿尔弗雷德·P·斯隆基金会和安妮·沃西基基金会获得资金。 PRX 分发我们,我们的出版合作伙伴是《大众科学》。

在“科学失落女性”这里,我们的目标是将女性科学家从默默无闻的深渊中拯救出来,但我们需要您的帮助! 如果您知道有哪位女性科学家被历史遗忘,请告诉我们! 您可以访问我们的网站给我们发送电子邮件,我们的网站是 lost women of science dot org。 您还可以找到我们的提示热线的电话号码。 我们喜欢接到提示热线的电话。

感谢收听。

剧集嘉宾
Greg Coxson
William Haloupek

主持人
Erica Huang

制片人
Erica Huang

延伸阅读

Carson, John R., et al. “1936 年 4 月 2 日: 超高频波导数学理论。”互联网档案馆, 1936 年 4 月 1 日。

Coxson, Greg, 和 William Haloupek. “萨莉·P·米德:20 世纪初的工业数学家。”SIAM 新闻

“今天我们庆祝诺基亚贝尔实验室女性技术专家的宝贵贡献。”诺基亚贝尔实验室, 2021 年 3 月 8 日。

Haloupek, William. “佩罗和米德。”加平斯基家谱

Pero, Sallie E. “瓦萨学院季刊,第 VII 卷,第 4 期,1922 年 7 月 1 日 ‘电话领域的机遇。’” 瓦萨学院季刊 1922 年 7 月 1 日 - 瓦萨报纸和杂志档案, 1922 年 7 月 1 日。

Erica Huang 是一位声音设计师、作曲家和混音工程师。

更多作者:Erica Huang

Katie Hafner 是“科学失落女性”的主持人和联合执行制片人。 她是《纽约时报》的长期记者,现在仍然是该报的特约撰稿人。 Hafner 在讲述这些故事方面具有独特的优势。 她不仅以熟练的手法处理复杂的叙事,而且 30 多年来一直撰写关于 STEM 领域女性的文章。 她还是采访播客 Our Mothers Ourselves 的主持人和执行制片人,以及六本非小说类书籍的作者。 她的第一部小说 The Boys 由 Spiegel & Grau 于 7 月出版。 在 Twitter 上关注 Hafner @katiehafner

更多作者:Katie Hafner

“科学失落女性”倡议 是一个 501(c)(3) 非营利组织,其有两个总体且相互关联的使命:讲述在各自领域取得突破性成就但仍不为公众所知的女性科学家的故事,以及激励女孩和年轻女性投身 STEM(科学、技术、工程和数学)职业。

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