凯瑟琳·强森

凯瑟琳·科尔曼·戈布尔·强森（Katherine Coleman Goble Johnson，1918年8月26日－2020年2月24日），本名克里奥拉·凯瑟琳·高文（Creola Katherine Coleman），生于美国西维吉尼亚州白硫磺泉镇，数学家与物理学家。美国首次及往后的载人太空飞行之所以成功，很大程度归功于她在航天动力学范畴的计算数据。凯瑟琳·庄臣在美国太空总署（NASA）及其前身美国国家航空咨询委员会（NACA）供职长达35年，擅长在数位电脑撰写程式的辅助下作大量复杂的人工运算。她被视为最早在NASA工作的非裔女性科学家之一。

凯瑟琳·庄臣的实际贡献包括为水星计划飞行任务（其中包括艾伦·谢泼德执行的美国人首次太空飞行和约翰·格伦执行的美国人首次进入轨道环绕地球飞行）计算飞行轨迹、发射窗口和紧急回航路径；计算太阳神登月计划中登月艇和指挥舱的会合路径。此外，她的计算亦为航天飞机计划的启动以及火星探测计划的筹备奠定了重要基础。

2015年，凯瑟琳·庄臣获美国总统巴拉克·奥巴马颁授总统自由奖章。翌年，她获颁史努比银质奖章（Silver Snoopy Award），以表扬她作为NASA员工对载人太空飞行任务的安全和成功所作出的重大贡献。2019年她获颁授国会金质奖章，次年以101岁高龄辞世。

## 早年生活及教育

克里奥拉·凯瑟琳·高文生于1918年8月26日，她是茱伊列特和约书亚·高文四个孩子中最小的一个。茱伊列特是一位教师，约书亚则当过伐木工、农夫、水电工，一家名叫格林布赖尔渡假村的酒店打工。凯瑟琳·高文从小显现出优异的数学才能。由于所在的格林布赖尔县没有为非裔学生提供八年级（即初中二年级）以上的公立学校服务，她的父母便安排她到州府查尔斯顿附近的学院镇（Institute）一所高中就读，这所高中就在西维珍尼亚州立学院（West Virginia State College，西维珍尼亚州立大学的前身）校园里面，而当时她只有10岁。她的家人就在两地之间来往，上学的日子留在学院镇，夏天就回到白硫磺泉镇。凯瑟琳14岁便高中毕业，顺理成章入读传统黑人大学西维珍尼亚州立学院。她完成了大学所有的数学课程。曾经指导过她的教授包括高中时期的导师、黑人女化学家及数学家安琪·特纳·金（Angie Turner King）和历来第三位取得数学博士衔头的非裔美国人威廉·席费林·克莱特（William Schieffelin Claytor）等。克莱特更特别开办专为凯瑟琳而设的数学课程。1937年凯瑟琳18岁时，以最优秀（summa cum laude）成绩毕业，取得数学与法语两个学位。她也是Alpha Kappa Alpha姊妹会（一个由非裔大学生成立的姊妹会）的成员。毕业后，她移居维吉尼亚州的马里恩（Marion），在一所黑人公立高中担任教师，教授数学、法语与音乐。

当她在1939年与第一任丈夫占士·戈布尔结婚后，便放弃教职并报读了一个数学研究课程，可是一年之后由于怀有身孕而退学。她是首位在摩根敦西维珍尼亚大学修读研究学位的非裔黑人女性。凯瑟琳经西维珍尼亚州立学院校长约翰·W·戴维斯引荐，成为自1938年最高法院裁决密苏里代盖恩斯诉加拿大（Missouri ex rel. Gaines v. Canada）一案后，首三位入读研究院的非裔美国学生之一，也是当中唯一一位女性。根据最高法院对该案的判决，所有联邦州份都需向黑人学生提供对等于白人学生的教育机会，不论是容许两者在同一学校上课，或提供相同数量的黑人学校予黑人学生入读。

## 职业生涯

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庄臣决心成为研究数学家，但这是当时非裔美国女性难以进入的领域。1952年，在一次家族聚会中，亲戚向她提及NACA正在为新成立的部门征求数学家。位于维珍尼亚州汉普顿的兰利纪念航天研究所（Langley Memorial Aeronautical Laboratory，兰利研究中心的前身）当时正为其“制导及导航部”聘请白人和非裔美国人数学家。庄臣于1953年应聘入职。

根据国家远见领导人计划（National Visionary Leadership Project）的口述历史档案：

“庄臣起初跟一群女性分担数学运算的工作，她形容那群女同僚为‘穿着裙子的电子计算机’。她们的主要职务是检视来自飞机黑盒的数据并作出精确运算。有一天，凯瑟琳和另一位女同僚被临时指派到全男班的飞行研究小队帮忙，因着她优秀的解析几何知识，她跟男上司和同事们合作无间，‘他们甚至都忘了让我回去运算队那边’。虽然种族和性别隔阂一直都在，但凯瑟琳说她无视那些隔阂。果敢的她甚至要求出席此前从未有女性出席过的编辑会议。她跟其他人说，她胜任这份工作，她适合那里。”

1953至1958年期间，凯瑟琳·庄臣成为一名计算员，分析诸如如何减轻阵风对飞机的影响等问题。起初她被指派到由另一位非裔数学家和计算员多萝西·沃恩领导、名为“西区计算员”（West Area Computers）的部门工作，后来改派到兰利飞行研究分部的制导和控制部门，而这个部门是白人男性工程师的天下。为遵守维珍尼亚州的种族隔离法律以及由伍德罗·威尔逊总统在20世纪初颁布的联邦工作场所隔离规定，庄臣和其他非裔女性计算员工必须与白人同僚分隔工作、饮食和如厕的场所。她们的办公室被称为“有色计算员”。庄臣多年后在维珍尼亚州地方电视台WHRO-TV的一个访问里指出，她“并没有感到种族隔离存在于NASA，因为所有人都忙于工作。任务来了就工作，重要的是完成自己的职责… 还有午休时间打桥牌。”她还说“我没有感受到任何（种族）隔离，我知道它存在，但就是感受不到。”

NACA在1958年改组成为NASA，并全面应用数码电脑进行运算工作，“有色计算员”团队因而解散。虽然表面上不再设置实质的隔离设施，不同形式的歧视却仍然无处不在。庄臣回忆：

“作为那年代的女性，我们必须充满自信—自信而且积极，而程度如何则视乎你在哪个地方。我必须这样。那时候NASA的报告上不会出现女性名字—我也从未见过我那个部门的女性在任何报告上面署名。那时候我和泰德·斯科平斯基（Ted Skopinski）共事，他要离开转到侯斯顿工作……可是我们那位不怎么喜欢女性的主管亨利·皮尔逊（Henry Pearson）要求泰德离开前先完成我和他正在撰写的报告。最后，泰德告诉他“凯瑟琳可以完成它，反正大部分都是她做的。”皮尔逊无可奈何，只好让我完成并署名报告，那是部门里第一次有女性的名字出现在什么东西上面。”

由1958年直至1986年她退休之时，凯瑟琳·庄臣成为一名航太技术员，并转到太空飞行器控制分部工作。1961年5月5日，艾伦·谢泼德成为首位进入太空的美国人，而这次任务的飞行轨道正是由庄臣计算得出。同年，同样由艾伦·谢泼德执飞的水星计划，计算发射窗口的工作也由庄臣负责。另外，她也划定了后备航线图，供太空人一旦遇上太空船电子故障时作紧急回航之用。当NASA第一次运用电脑计算约翰·格伦绕地球飞行的轨道时，也应格伦要求请庄臣来核实电脑的计算数据，因为格伦表示如果NASA不这样做，他将拒绝执行任务。有线电视台Biography.com（后易名为“fyi,”）在一个关于凯瑟琳·庄臣的节目中形容“那是困难得多的计算，关乎天体的引力问题”。黑人作家玛歌特·李·夏特利（Margot Lee Shetterly）表示，“那些成为了英雄的太空人，也把这位来自还有种类隔阂的南方的黑人女性，视为确保任务能够成功的其中一个关键。”

庄臣之后直接使用数码电脑工作，并以她的工作能力和精确计算的声誉，令人们对当时还是新科技的电脑建立了信心。1961年，凭着她准确计算得出的回航轨道数据，协助当局快速寻回由艾伦·谢泼德驾驶降落地面的自由7号返回舱。

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此外，庄臣亦参与1969年太阳神11号飞往月球的轨道计算工作。当登月艇降落月球时，庄臣正在波科诺山（Pocono Mountains）出席一个会议，她和其他人围在一台小电视机前面观看尼尔·杭思朗和巴兹·艾德灵在月球迈出的第一步。次年，庄臣参与太阳神13号登月任务。当中途因太空船服务舱发生爆炸而取消任务时，她制定的后备步骤和飞行图表帮助太空人安全返回地球，其中包括建立一个单星观察系统（one-star observation system）让太空人在茫茫太空中准确地知悉自己身处何方。她在2010年的一个访问中提到，“所有人都关心送他们到那里（月球），我们关心如何带他们回来（地球）。”庄臣在工作生涯后期也参与了航天飞机、陆地卫星以至筹备火星探测等计划。她在NACA和NASA工作35年后，于1986年荣休。

## 私人生活及逝世

庄臣于1939年与占士·法兰西斯·戈布尔（James Francis Goble）结婚，二人育有三名女儿：康斯堤斯、茱伊列特（与她母亲同名）和凯瑟琳（与她本人同名）。1953年，因工作关系她们举家搬到维珍尼亚州纽波特纽斯。三年后，占士死于不能动手术切除的脑肿瘤。1959年，她与美国陆军士官及朝鲜战争退伍军人占士·Ａ·“占姆”·庄臣（James A. "Jim" Johnson）结婚，二人的婚姻维持了60年，占姆2019年3月去世，享年93岁。庄臣共有6名孙儿女和11名曾孙儿女，晚年居于维珍尼亚州汉普顿。退休后，她致力鼓励学生投身STEM（科学、技术、工程及数学）领域。

她加入卡佛纪念长老教会（Carver Memorial Presbyterian Church）长达50年。

2020年2月24日，凯瑟琳·庄臣在纽波特纽斯一家护老院与世长辞，享嵩寿101岁。美国太空总署署长吉姆·布里登斯廷发推特形容她为“美国英雄”，并指“她的先驱事迹将永垂不朽”。

## 遗赠及荣誉

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凯瑟琳·庄臣共同出版了26篇科学文献。她所获得的荣誉以及被视为终生投身科学的模范，体现了她作为太空科学和计算科学先驱的社区影响力。庄臣1999年获母校西维珍尼亚州立大学提名为年度杰出校友。2015年11月24日，庄臣与其他16名美国人获美国总统巴拉克·奥巴马颁授平民最高级别的荣誉总统自由奖章，授辞赞扬她是非裔美国女性在STEM领域的先驱代表。奥巴马总统赞扬“凯瑟琳·戈布尔·庄臣拒绝受社会对她性别和种族的既定框架所限制，并致力将人类所能触及之处推进得更远更广。”NASA称她为“历史性的角色，首批为NASA工作的非裔美国女性科学家”。

2016年5月5日，位于维珍尼亚州汉普顿的兰利研究中心将一座新落成的研究大楼命名为“凯瑟琳·G·庄臣计算研究设施”（Katherine G. Johnson Computational Research Facility），这座大楼面积共40000sqft，并于翌年9月22日正式开幕。庄臣亲身出席了命名仪式，并纪念55年前的这天在庄臣的协助下、艾伦·谢泼德首次进入太空并返回地面的壮举。兰利研究中心署理总监克莱顿·透纳（Clayton Turner）说：“全世界几百万人注视谢泼德的飞行，但他们那时候不知道，背后进行运算、帮助他飞上太空并平安归来的，就是今天席上这位贵宾—凯瑟琳·庄臣。”在仪式中，庄臣又自退役NASA宇航员利兰·梅尔文（Leland Melvin）手上接过别称为“太空人奖”的史努比银质奖章（Silver Snoopy Award），以表扬她对太空飞行任务的安全和成功所作出的重大贡献。

2016年，庄臣获BBC提名为世界百大影响力女性（100 Women）。NASA在2016年一段影片中提到，“无论是美国步向太空的最初几步，还是后来太阳神登月和航天飞机计划的成功，她的计算都被证明极其重要。”

2016年12月电影《关键少数》（Hidden Figures）上映。这出电影改编自玛歌特·李·夏特利同年稍早出版的同名非小说书籍，描述了庄臣和另外两位在NASA工作的非裔美国女性数学家玛丽·杰作和桃乐丝·禾恩的故事，由泰拉姬·P·汉森饰演庄臣。庄臣在汉森陪同下现身2017年第89届奥斯卡金像奖颁奖典礼，获全场起立致敬。在早前的一个访问中，庄臣表示“这是一出很好的电影。三位女主角演得唯妙唯肖。”另外，凯瑟琳·庄臣这个角色亦出现在NBC剧集《穿越时间线》（Timeless）2016年的其中一集，由演员娜汀·艾利斯（Nadine Ellis）饰演。

2016年，科学作家玛娅·魏斯托克（Maia Weinstock）在乐高Ideas原创设计网站上提交了一套“在NASA工作的女性”的积木设计，其中包括了庄臣的迷你人型，但庄臣本人拒绝了自己的迷你人型出现在最终版本设计里。2018年5月12日，凯瑟琳·庄臣获维珍尼亚州威廉斯堡的威廉与玛丽学院颁授名誉博士学位。同年8月，西维珍尼亚州立大学以庄臣的名义设立一个STEM奖学金，并在校园竖立她的等身铜像。玩具厂商美泰儿宣布制作一个以庄臣为形象的芭比娃娃，这个芭比娃娃还配戴了NASA的职员证。2019年，庄臣获《政府行政人员》（Government Executive）杂志选为首批“政府名人堂”成员。

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NASA有两座设施以她命名，包括前述的凯瑟琳·G·庄臣计算研究设施以及位于西维珍尼亚州费尔蒙特的“凯瑟琳·庄臣独立验证及确认设施” （Katherine Johnson Independent Verification and Validation Facility），后者原名“独立验证及确认设施”，2019年2月22日改为现名。

## 奖项与名衔

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- NASA兰利研究中心特别成就奖，1971、1980、1984、1985、1986年
- 纽约州立大学法名戴尔学院（Farmingdale State College）名誉法学博士学位，1998年
- 西维珍尼亚州立大学年度杰出校友，1999年
- 马里兰州国会科技大学（Capitol Technology University）名誉科学博士，2006年
- 维珍尼亚州老道明大学名誉科学博士，2010年
- 国家女性历史博物馆德·皮桑奖（De Pizan Honor），2014年
- 国家女性与资讯科技中心（National Center for Women & Information Technology, NCWIT）科技先驱奖，2015年
- 总统自由奖章，2015年
- 史努比银质奖章，2016年
- 太平洋天文学会阿瑟·B·C·沃克二世奖（Arthur B.C. Walker II Award），2016年
- 西维珍尼亚大学总统名誉人文博士，2016年
- NASA团队成就奖（NASA Group Achievement Award），2016年12月1日。颁发予月球太空船和任务团队，感谢其于导航的先驱工作，为准备太阳神计划而执行的绕月及绘制月球地图的太空飞行器提供支援，一同获奖者包括“西区计算员”的同僚玛丽·积逊和桃乐丝·禾恩。
- 美国革命女儿会（Daughters of the American Revolution）荣誉奖章，2017年
- 史贝尔曼学院（Spelman College）名誉博士，2017年
- 维珍尼亚州威廉与玛丽学院名誉博士学位，2018年5月12日
- 约翰内斯堡大学及其科学学院颁授名誉哲学博士（Philosophiae Doctor Honoris causa），2019年4月29日，表扬她在NASA的卓越贡献
- 国会金质奖章，2019年11月8日

## 基本资料

- 日语原文：凯瑟琳·庄臣、Katherine Johnson
- 出生：Katherine Coleman
- 出生日期：1918年8月26日
- 出生地：美国西维吉尼亚州白硫磺泉镇
- 逝世地：美国维吉尼亚州纽波特纽斯
- 逝世日期：2020年2月24日
- 居住地：维吉尼亚州汉普顿
- 国籍：美国
- 职业：物理学家、数学家
- 雇主：NACA、NASA
- 母校：西维吉尼亚州立大学、西弗吉尼亚大学
- 知名于：对美国航空与太空进展的技术贡献
- 配偶：占士·戈布尔、占姆·庄臣
- 子女：3
- 奖项：2015年总统自由勋章、2019年国会金质奖章