Путь в бессмертие
Путь в бессмертие
«Уметь дать направление -
признак гениальности».
Ф. Ницше
Первое знакомство
Сергей Алексеевич Лебедев был первым из плеяды замечательных ученых, с кем свела меня судьба. Еще в работе над дипломным проектом в Ивановском энергетическом институте при расчете устройства управления копировально-фрезерного станка мне пришлось пользоваться научными статьями Лебедева об устойчивости автоматических систем, помещенных в сборнике трудов Института электротехники АН Украины. Они очень помогли. На запрос о возможности поступления в аспирантуру института я, к радости, получил положительный ответ. Так в 1950 г. я оказался в Киеве.
Лебедев был старше меня почти на двадцать лет и уже успел многого достичь. Его научные труды в области управления энергетическими системами получили международную известность. Я же, новоиспеченный аспирант Института электротехники АН Украины, лишь начинал свой путь в науке, совершенно неуверенный в том, что могу сделать что-либо полезное, но одержимый этим желанием и уже «пришедший в себя» после четырех изнурительных лет, проведенных на фронтах Великой Отечественной войны. В тот период Сергей Алексеевич был директором Института электротехники АН Украины, но более половины времени проводил в Москве, где руководил (по совместительству) лабораторией № 1 Института точной механики и вычислительной техники АН СССР (ИТМ и ВТ АН СССР). Возвращаясь в Киев, он быстро решал накопившиеся за время отсутствия вопросы и уезжал в бывшее монастырское местечко Феофанию под Киевом, в свою секретную лабораторию, где заканчивалось создание первенца отечественной цифровой вычислительной техники.
Хотя первая ЭВМ скромно называлась Малой электронной счетной машиной (МЭСМ), она насчитывала 6 тыс. электронных ламп и едва умещалась в левом крыле двухэтажного здания. До войны в этом здании размещался филиал Киевской психиатрической больницы. Гитлеровцы, вступив в Феофанию, расстреляли больных и устроили здесь госпиталь. Во время обстрелов при освобождении Киева здание получило большие повреждения и в таком виде было передано в 1948 г. Институту электротехники АН Украины для размещения лаборатории. Добираться в Феофанию приходилось служебным видавшим виды автобусом по грунтовой дороге, которая весной, и осенью превращалась в скользкую, малопригодную для передвижения полосу препятствий. Зато летом Феофания, окруженная дубовой рощей, становилась поистине райским уголком, где щебетали птицы, бегали зайцы, было множество грибов и ягод.
С.А. Лебедев (50-е гг.)
Впервые я увидел Сергея Алексеевича на одном из заседаний ученого, совета Института осенью 1950 г. В его облике и поведении не было ничего броского, необычного. Невысокий, худощавый. Очки в черной оправе делали лицо более строгим, нежели оно было на самом деле, в чем я смог убедиться позднее. Голос громкий, чуть хрипловатый, но приятный. Вел заседание спокойно и деловито. Внимательно слушал выступающих. Сам, бросая реплики, был краток. Громко и заразительно смеялся, когда кто-либо удачно острил.
«Улыбка необыкновенно красила обычно очень серьезное лицо Сергея Алексеевича, словно открывались ставни и врывался сноп светлых солнечных лучей. И лицо его становилось таким хорошим, добрым, по-детски милым и незащищенным. Кто-то из великих писателей сказал, что в улыбке проявляется душа человека, его подлинная сущность. Сергей Алексеевич редко улыбался, и тот, кто не видел его улыбки, даже не догадывался о том, сколько мягкости, человечности было в нем» (Л.Н. Дашевский, Е.А. Шкабара. Как это начиналось. — М, 1981).
Работая над кандидатской диссертацией, я познакомился с ним ближе. Сергей Алексеевич не был моим руководителем (им был канд. техн. наук А.Н. Милях, руководитель лаборатории автоматики института). Тем не менее окончательным определением темы кандидатской диссертации я обязан С.А. Лебедеву. Это случилось на втором году моей учебы в аспирантуре. В то время МЭСМ уже начала «дышать» — на ней просчитывались первые пробные задачи. В Москве вовсю шел монтаж Большой электронной счетной машины (БЭСМ). Позднее она стала называться Быстродействующей электронной счетной машиной. Сергей Алексеевич не мог не думать о будущем развитии своих детищ — МЭСМ и БЭСМ. Обе машины были выполнены на электронных лампах, часто выходили из строя, имели огромные размеры, потребляли много энергии. Добиться улучшения этих показателей можно было путем замены ламп более надежными элементами с меньшими размерами и потреблением энергии. Придя как-то в нашу лабораторию автоматики, Сергей Алексеевич предложил всем подумать о том, как создать надежный безламповый триггер — один из основных элементов ЭВМ. Из небольшого коллектива лаборатории я оказался самым настойчивым — через полгода мучительных раздумий и экспериментов смог показать Сергею Алексеевичу первый образец триггера на магнитных усилителях, идентичный по функциям электронному. Он внимательно ознакомился с его работой, умело использовав осциллограф, и, одобрив, посетовал на низкое быстродействие нового элемента (25 тыс. переключений в секунду). В последующие месяцы то в Москве, то в Киеве я несколько раз встречался с ним, делился новыми результатами исследований.
Запомнилась простота общения с Сергеем Алексеевичем. Не помню случая, чтобы он высказал недовольство при моем вторжении в его кабинет или при случайной встрече. Поражало и радовало внимание, с которым он выслушивал меня, аспиранта, когда я делился с ним информацией о безламповых элементах, найденной в новых публикациях.
В свой первый приезд в Москву я с разрешения Сергея Алексеевича осмотрел БЭСМ (она была еще засекречена). Огромная машина произвела на меня сильное впечатление. В качестве памяти в то время в ней использовались линии задержки на ртутных трубках (позднее они были заменены потенциалоскопами).
Уже тогда мне удалось познакомиться со многими разработчиками БЭСМ — в то время молодыми специалистами, а позднее маститыми учеными: академиками RA. Мельниковым и В.С Бурцевым, д-рами техн. наук В.В. Бардижем и А.С. Федоровым, канд. техн. наук П.П. Головистиковым и др.
Поинтересоваться же биографией ученого не пришлось — жизнь и работа заставляли смотреть не назад, а вперед. Только теперь мне удалось восполнить этот пробел с помощью Екатерины Сергеевны Осечинской, дочери С.А. Лебедева, и сестры Сергея Алексеевича — Татьяны Алексеевны Мавриной.
Детство
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 г. в Нижнем Новгороде в семье учителя. Мать Анастасия Петровна (в девичестве Маврина) покинула богатое дворянское имение, чтобы стать преподавателем в учебном заведении для девочек1 из бедных семей. Алексей Иванович Лебедев, отец Сергея, рано оставшись сиротой, жил у тетки в деревне. В девять лет вернулся к овдовевшей матери в Кострому, два года посещал приходскую школу. После этого пять лет работал конторщиком на той же ткацкой фабрике, что и мать, и много читал.
Алексей Иванович Лебедев
Сблизившись со сверстниками, увлекавшимися идеями народничества, твердо решил стать сельским учителем. С пятью рублями, скопленными за долгие месяцы работы, отправился в Ярославскую губернию поступать в школу, открытую Ушинским для детей-сирот. Окончив с отличием ее и учительский институт, стал преподавать в с. Родники (теперь г. Родники Ивановской области). В декабре 1890 г. вместе с другими членами подпольной народовольческой организации был арестован и посажен на два года в тюрьму. После освобождения семья переехала в Нижний Новгород. Один за другим появились четверо детей — Екатерина, Татьяна, Сергеи и Елена.
В период революции 1905 г. А.И. Лебедев стал одним из организаторов Крестьянского союза, губернский комитет которого избрал его председателем. Почти миллионные тиражи имели его брошюры «Что читать крестьянам и рабочим», «Словарь политических терминов» и др. В эти же годы АЛ. Лебедев создал многочисленные труды по педагогике. Четыре издания выдержал его «Букварь», пользовались популярностью «Книга для чтения в сельских школах», «Мир в картинках» и др.
И Алексей Иванович, и Анастасия Петровна неукоснительно следовали принципу: жизнь народного учителя должна служить примером и образцом как для учеников, так и для своих детей. Безукоризненная честность, неприятие какого-либо ябедничества, подобострастия, трудолюбие ставились во главу воспитания. Так воспитывались натуры увлеченные, глубокие и гармоничные.
По воспоминаниям Т.А. Мавриной, Сергей был обычным мальчиком. Любил плавать и легко переплывал Оку. Со страстью играл в лапту, козны, чушки, чижики, городки. Очков тогда не носил… Любил играть в шахматы. Как-то смастерил динамо-машину и лейденскую банку, накапливающую электрический заряд. Протянув провода из столовой в кухню и бабушкину комнату, соорудил электрический звонок.
Все товарищи Сережи увлекались музыкой. Сам он играл на фортепьяно, особенно любил сочинения Бетховена и Грига. Много читал. Книги были в доме везде, шкафов не хватало, соорудили полки даже в холодных сенях. Знал наизусть множество поэм и стихов. Любил Блока, Гумилева, зачитывался романами Дюма.
Как прекрасно выразилась Т.А. Маврина, ниточки из детства тянулись ко всему, чта делали впоследствии Сергей и остальные дети Лебедевых.
Сереже едва исполнилось пятнадцать лет, когда началась революция. Поначалу ее приняли с энтузиазмом. Но чем дальше, тем все мрачнее становилось настроение в семье, и не потому, что пришлось, как и всей стране, голодать, а Наробраз перебрасывал учителя из одного города в другой (Симбирск, Курмыш, Сарапул). Страшнее было то, что людей обрекали на голод духовный, уничтожали культуру и робкие ростки свободы, за которые так страстно боролся Алексей Иванович.
Молодость же брала свое. Вот как описывает это время сестра Лебедева Татьяна Алексеевна, впоследствии известная художница.
«В Курмыше на Суре весной по большой воде мы катались на лодке по вечерам, захватывая и немалый кусок ночи. Всегда оставляли незапертым окно большого дома, чтобы никого не будить, когда вернемся. В старом парке ухал филин. Закат — и светлая ночь уже без звезд. Мы пробирались между кустами, задевая их веслами. А кусты эти были верхушками леса. Мелководная Сура в разлив делала такие же чудеса, как и наши Ока и Волга.
Анастасия Петровна Лебедева
В большой разлив в Нижнем Новгороде, когда еще не был поставлен плашкоутный мост, при переправе через реку йесла цеплялись за телеграфные провода. На Суре плыть по верхушкам леса было неизведанным еще счастьем.
Когда вода спала, мы, получив по командировочному удостоверению ландрин, селедку и черный хлеб — на дорогу, поехали пароходом до Васильуральска и дальше до Нижнего. А осенью, нагрузившись только яблоками (из знакомого сада надавали), поплыли в Сарапул на Каме, куда направил Наркомпрос отца. В пути ели яблоки, спали в пустых каютах.
У Казани пароход стоял долго, можно было посмотреть город, но зыбучие пески нас туда не пустили. Пристань была далеко от города. Зато Кама с нестеровскими берегами и голубой очень сильной водой была обворожительна. Она уже Волги и уже Оки, берега с обеих сторон высокие, лесистые, затем пониже.
Сарапул ближе Уфы. Пристань такая же, как везде. Осень. Еще ярче нестеровские пейзажи — темные елки на желтом фоне леса. Лиственица осенью яркая и густо и мягко золотая, от нее и получается нестеровский пейзаж.
Школа, где нам пришлось жить, была пустая, располагалась за большим пустырем около молодого леса. Мебелью служили парты и нераспакованные ящики с книгами и негативами; на ящики мама ставила самовар, мы с Катей рисовали клеевыми красками зверей из книги Кунерта — школьные пособия. За это нам выдавали паек в виде ржаного зерна, из которого мама варила на примусе кашу. Сергей где-то доучивался. Свободное время мы проводили в городской библиотеке. Там оказались журналы „Мир искусства“, „Аполлон“, которыми начали интересоваться еще в Нижнем.
Зима в Сарапуле очень холодная — до -40 (хорошо, что без ветра) — и ярчайшее голубое небо. Ночью на звезды бы глядеть — да больно холодно. Местные жители, видно, к морозам привычные — базар на площади. Деревенские бабы в тулупах сидели на кадках с „шаньгами“, (местные ватрушки — белый блин, намазанный мятой картошкой). Какие-то „деньги“ были, потому что в памяти остался навсегда вкус этих „шанег“, после ржаной каши — изысканный.
Нижний Новгород, где родился С.А. Лебедев (рисунок Т.А. Мавриной, сестры ученого)
В Сарапуле кроме нестеровских лесов и интересных журналов в библиотеке была еще своя камская „третьяковская галерея“. Мы забирались кое-как по остаткам лестницы на второй этаж брошенного, без окон и дверей, дома на набережной и лазали по. сохранившимся балкам, очарованные чудесами. Надо же такое придумать! Все стены, простенки, проемы окон и дверей и потолок — все было разрисовано картинками (видно, из „Нивы“ брали). Русалки Крамского — во всю стену, „Фрина“ Семирадского, „Три богатыря“ Васнецова — тоже во всю стену — это, видно, зала. Где потеснее — боярышни Маковского, всякие фрагменты на простенках. Всего не упомнишь. Может, хозяин — художник, может, это заказ какого-то одержимого искусством чудака-домовладельца? Спросить не смели. Да так даже интереснее. Кто-то так придумал!
В конце зимы отец с Сергеем уехали в Москву по вызову Луначарского — налаживать диапозитивное дело. Кино тогда еще почти не было, а был в ходу „волшебный фонарь“ с цветными диапозитивами. Увеличенные фонарем на белом экране (простыне), они давали представление о чем-нибудь полезном „для школы и дома“.
Мама заболела тифом. В бреду все напоминала нам — не упустите самовар… Мы научились с ним управляться и ждали вестей из Москвы. Приехал за нами героический Сергей. Гимназическая шинель внакидку (вырос уже из нее!). На ноги мы приспособили ему „валенки“ из рукавов ватного пальто. Выменяли за самовар мешок сухарей у сапожника. Сергей получил какие-то „командировочные“ харчи. Где-то и как-то добыл теплушку (по мандату из Москвы) и возчика, чтобы отвезти на железную дорогу вещи, нас с Катей и маму, остриженную после тифа наголо, закутанную в меховую ротонду.
В теплушке посредине лежал железный лист, на котором можно было разводить костерок для обогрева и варки похлебки из сухарей. На остановках Сергей с чайником бегал за водой. Мы запирали дверь на засов, чтобы никто к нам не залез. И так за какие-то длинные дни доехали до Москвы-Сортировочной, где поставили наш вагон. Теплушку заперли или запечатали, не помню, а мы пошли пешком по мокрому московскому снегу, по воде дошли до Сухаревской площади (Колхозная потом). Диву дались — зимой вода! Одиноко стоит Сухарева башня, и пусто кругом. Потом на площади торг. Знаменитая „Сухаревка“. Я много рисовала из окна. На какие деньги шел торг? Не знаю. Трамвай был бесплатным, хлеб тоже…
От Виндавского вокзала (Рижского) шел трамвай до Новодевичьего монастыря через всю Москву. У Сухаревки остановка. Можно было прицепиться к вагону и ехать до Ленинской библиотеки, пока стояли холода (там тепло и вода), до Новодевичьего монастыря, что на Москва-реке, — когда пришли весна и лето. Можно было погулять и покупаться. Вода к себе тянет. Потом лето стали проводить на даче, снимали избу в Манилове, что поближе к Кунцеву, на Москва-реке. Тут, под кустом у реки, где мы купались чуть-ли не весь день, Сергей готовился к поступлению в Высшее техническое училище им. Баумана. Покупается — поучится. И так все лето. Подготовился и был принят.
Младшая сестра поступила в Институт востоковедения, а я во Вхутемас. На этом закончу».
На пути к созданию ЭВМ
В институте С.А. Лебедев сразу приобщился к научному творчеству. Специализировался в области техники высоких напряжений. Лекции читали такие выдающиеся ученые, как создатель Всесоюзного электротехнического института им. Ленина (ВЭИ) К.А. Круг, Л.И. Сиротинский и А.А. Глазунов. В дипломном проекте, выполненном под руководством Круга, Лебедев разрабатывал новую в то время проблему — устойчивость параллельной работы электростанций. Содержание проекта вышло далеко за рамки студенческой работы. Это был серьезный труд, имевший большое научное и практическое значение.
Получив в апреле 1928 г. диплом инженера-электрика, С.А. Лебедев стал преподавателем МВТУ им. Баумана и одновременно младшим научным сотрудником ВЭИ. Вскоре он возглавил группу, а затем и лабораторию электрических сетей.
В 1933 г. совместно с А.С. Ждановым опубликовал монографию «Устойчивость параллельной работы электрических систем», дополненную и переизданную в 1934 г. Еще через год ВАК присвоил молодому ученому звание профессора. В 1939 г. С.А. Лебедев защитил докторскую диссертацию, не будучи кандидатом наук. В ее основу была положена разработанная им теория искусственной устойчивости энергосистем.
Почти двадцать лет проработал Сергей Алексеевич в Москве. Последние десять лет он руководил отделом автоматики. До войны ВЭИ являлся одним из самых известных научно-исследовательских институтов, где работал ряд ученых с мировым именем. Отдел автоматики нанимался проблемой управления энергетическими системами (С.А. Лебедев, П.С. Жданов, А.А. Гродский), теорией автоматического регулирования (Л.С. Гольдфарб, Д.И. Марьяновский, В.В. Солодовников), новыми средствами автоматики (Д.В. Свечарник), телемеханикой (А.В. Михайлов) и представлял собой настоящее созвездие молодых талантов. Некоторые сотрудники впоследствии стали крупными учеными, а их научные груды получили мировое признание. Замечательной особенностью института было наличие в нем достаточно мощной производственной базы, благодаря чему результаты исследований внедрялись в практику.
Удалось разыскать одного из ветеранов ВЭИ — профессора д-ра техн. наук Д.В. Свечарника, поделившегося воспоминаниями о Сергее Алексеевиче.
«В 1935 г. к моему рабочему столу в ВЭИ подсел новый руководитель нашего отдела автоматики молодой профессор Сергей Алексеевич Лебедев. Поинтересовался: что я за год с лишним после окончания института успел сделать? Разговор пошел совсем неформальный, — Сергей Алексеевич сумел быстро схватить суть проблемы, похвалил спроектированную мной и Марьяновским систему автоматизации прокатных станов — в ней использовался запатентованный нами принцип введения гибких нелинейных обратных связей (в отечественной литературе уже не раз указывалось, что этот принцип в США был предложен на 11 лет позже…), — предсказал ему широкое применение. Но Сергей Алексеевич умел не только одобрять то, что ему нравилось. Когда мы на опытном заводе ВЭИ отлаживали образец этой системы и она, конечно, с ходу „не пошла“, он нашел в чертежах соединение, могущее вызвать неприятности, молча показал на него и так посмотрел, что я готов был сквозь землю провалиться… Когда через год мы успешно испытали эту аппаратуру на стане-500 в Днепродзержинске, он не только сам приехал наблюдать за автоматической работой стана, но и привез с собой директора ВЭИ. За это изобретение Центральный совет изобретателей присвоил в 1936 г. мне и Д.И. Марьяновскому почетное звание „Лучший изобретатель СССР“. Сергей Алексеевич ничего не получил — да он никогда и не добивался наград.
Совместная работа вскоре переросла в дружбу. Летом мы с ним уезжали в дальние путешествия — преимущественно в горы. Пошли как-то на Эльбрус. Последние 50 метров на подходе к седловине я буквально прополз. Сергей Алексеевич довольно бодро шагал… Рискованно прыгал с камня на камень, и проводник, глядя на него, цокал языком и приговаривал: „Ай, ай, такой старый и такой смелый!“ („старому“ тогда было лет 35).
Но смелым он действительно был — и не только в горах. В зловещем 1937 году боязливый руководитель отдела электрических машин ВЭИ уволил А.Г. Иосифьяна, уже тогда проявившего себя талантливым исследователем. Разработанный им в 1935–1936 гг. первый в стране линейный электродвигатель экспонировался на Всемирной выставке в Нью-Йорке. Отец ученого был армянским священником и дашнаком, что и испугало его начальника. Сергей Алексеевич не колеблясь пригласил его в свой отдел. В те страшные 30-е годы, когда подсиживание и доносительство были обычным явлением, в отделе ВЭИ, которым заведовал Сергей Алексеевич, сотрудники чувствовали себя уверенно и спокойно. И я, и А.Г. Иосифьян, и такие известные ученые как А.В. Михайлов, А.А. Фельдбаум, Н.Н. Шереметьевский и многие другие, — все мы „птенцы гнезда“ Сергея Алексеевича, бывшие сотрудники его отдела в ВЭИ.
Надвигалась война. Отдел переключился на оборонную тематику. Мы с Сергеем Алексеевичем начали работу — впервые непосредственно совместную — над созданием боевых средств, самонаводящихся на излучающую или отражающую излучение цель. В сентябре 1941 г. Сергей Алексеевич эвакуировался с ВЭИ в Свердловск. Корпуса ВЭИ были заминированы. Меня включили в состав команды подрывников, которая должна была взорвать ВЭИ, если немцы „подойдут к воротам Москвы“. Прошли надлежащий инструктаж, но, к счастью, этого не понадобилось. В декабре я уже „воссоединился“ с Сергеем Алексеевичем в Свердловске. Мне пришлось больше заниматься созданием головки самонаведения (тогда и были впервые разработаны и потом запатентованы так называемые экстрафокальные головки), Сергею Алексеевичу — аэродинамикой и динамикой летательного аппарата (им была разработана четырехкрылая система с автономным управлением по независимым координатам). Но приходилось отвлекаться на более земные работы — ездили мы с Сергеем Алексеевичем и на лесозаготовки. Скудно питаясь брюквой и хлебом, валили за 11-часовой рабочий день 100–110 могучих деревьев с помощью двуручной пилы… В 1944 г. ВЭИ вернулся в Москву, и начались продувки моделей нашего летательного аппарата в Жуковском, под Москвой. Результаты обсуждали с академиком Христиановичем, Дородницыным. Вместе — уже в 1945–1946 гг. — проводили натурные испытания на Черном море. И хотя мы оба в равной степени числились главными конструкторами „управляемого оружия“, доклад на комиссии Совета Министров СССР Сергей Алексеевич поручил мне. Сам он только отвечал на вопросы „по своей части“. Кто-то из членов комиссии прикрепил к своей груди „замарбличенную“, внешне совершенно темную лампочку, и, как бы он ни приседал, отпрыгивал в сторону, тупорылая акула со взаимно перпендикулярными плавниками все время самонаводилась на его грудь — это впечатляло… Маршал авиации Жаворонков дал высокую оценку нашей работе и рассказал, чего стоит авиации обычными бомбами поразить не только боевой огрызающийся корабль, но даже скромную баржу. И когда в октябре 1946 г. на натурных испытаниях в Евпатории, где я был вместе с Сергеем Алексеевичем, было получено прямое попадание в баржу, мы молча обнялись… Это был один из первых шагов по созданию сверхточного оружия, только недавно разработаного в Америке.
Дружба наша продолжалась и после завершения совместных работ. Я чувствовал себя родным в его семье. Сергей Алексеевич никогда не скрывал своих симпатий и антипатий. Помню, когда уже наметился переезд в Киев, я стал подшучивать, что ему придется стать „Лебеденке“, а он со всей серьезностью отвечал: „Да буду ли Лебедевым, Лебеденко или Лейбедевым — я останусь таким же. Разве дело в этом?“.
Таким он был — талантливым ученым и скромным человеком, терпеливым воспитателем и строгим руководителем, рассудительным и смелым в действиях, терпимым к ошибкам, но ненавидящим подлость и измену».
Д.В. Свечарник отметил лишь часть работ, выполненных Сергеем Алексеевичем в ВЭИ. Однако, находясь в Свердловске, он в удивительно короткие сроки разработал быстро принятую на вооружение систему стабилизации танкового орудия при прицеливании. Никто не знает, скольким танкистам в годы войны она спасла жизнь, позволяя наводить и стрелять из орудия без остановки машины, что делало танк менее уязвимым. За эту работу С.А. Лебедев был награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».
Почти каждая работа ученого в области энергетики требовала создания вычислительных средств для выполнения расчетов в процессе ее проведения либо для включения их в состав разрабатываемых устройств. Так, для расчета тысячекилометровой сверхмощной (9600 МВт) линии электропередачи Куйбышевский гидроузел — Москва пришлось создать высокоавтоматизированную установку из мощных индуктивностей и емкостей, реализующую математическую модель линии. Это грандиозное сооружение было установлено в одном из зданий на площади Ногина в Москве. Второй экземпляр модели был собран в Свердловске. Использование модели, а по существу — специализированного вычислительного устройства, позволило быстро и качественно провести необходимые расчеты и составить проектное: шдание на уникальную линию электропередачи.
Для системы стабилизации танковой пушки и автоматического устройства самонаведения на цель авиационной торпеды потребовалось разработать аналоговые вычислительные элементы, выполняющие основные арифметические операции, а также действия дифференцирования и интегрирования. Развивая это направление, в 1945 г. Лебедев создал первую в стране электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений, которые часто встречаются в задачах, связанных с энергетикой.
А.Г. Лебедева
Двоичная система также не осталась вне поля зрения ученого. Его жена, Алиса Григорьевна, вспоминает, как в первые месяцы войны по вечерам, когда Москва погружалась в темноту, муж уходил в ванную комнату и там при свете газовой горелки писал непонятные ей единицы и нолики…
В.В. Бардиж, заместитель Лебедева по лаборатории, в которой создавалась БЭСМ, утверждает, что если бы не война, то работу над созданием вычислительной машины с использованием двоичной системы счисления ученый начал бы раньше (об этом говорил сам Сергей Алексеевич).
То, что интерес к цифровым средствам вычислений проявился у ученого до войны, подтверждает и профессор А.В. Нетушил. После окончания четвертого курса Московского энергетического института производственную практику он провел в ВЭИ — в отделе Сергея Алексеевича.
«За месяц производственной практики, — вспоминает он, — я познакомился с работами отдела и удивительно четкой системой руководства Лебедевым большой группой талантливых молодых ученых, каждый из которых имел свои научные интересы, но все вместе искали свое место в большой науке. По определенному графику Лебедев очень организованно и четко, по крайней мере раз в месяц, проводил один день в каждой группе, подробно знакомился с состоянием работ, вникая при этом во все детали.
Центром научной мысли была библиотека, в кулуарах которой часто можно было слушать жаркие научные споры. Сергея Алексеевича не было слышно, но его замечания были очень весомы, сдержанны, лаконичны. Он пользовался очень большим уважением и любовью. Мои первые впечатления были о нем как о недосягаемом авторитете, в точности и строгости суждений которого никогда не было сомнений. Я не мог даже думать, что с этим маленьким молчаливым человеком с пристальным взглядом через очки у меня когда-нибудь установятся простые дружеские отношения и глубокая симпатия, по-видимому, взаимная.
Следующая моя производственная практика была уже преддипломной и также проходила в ВЭИ в отделе С.А. Лебедева в 1936 г. Мне была предложена тема по аналоговым элементам автоматики и измерительной техники с разработкой фотоэлектронного компенсатора.
А.В. Нетушил (30-е гг.)
Лебедев интересовался моей работой, иногда беседовал со мной. Однажды спросил, отдаю ли я себе отчет в том, что значит посвятить себя научной работе, и предупредил, что рассчитывать на особое благополучие не приходится и надо быть готовым к нужде. Я принял это как должное.
Весной 1937 г. состоялась защита наших дипломных проектов. Направление на работу по окончании института я получил в ВЭИ, но когда подал свои документы с автобиографией, в которой было написано, что поддерживаю связь с репрессированным отцом, то в руководстве института возникло замешательство и, несмотря на все старания С.А. Лебедева, меня на работу как сына „врага народа“ не приняли. Работавший в Секции электросвязи Академии наук СССР К.М. Поливанов, лекции которого я прилежно посещал, в 1939 г. пригласил меня в лабораторию магнитной дефектоскопии, где я впервые приобщился к дискретной вычислительной технике.
Перед группой Поливанова была поставлена задача: по магнитному полю, создаваемому в железнодорожном рельсе, автоматически обнаружить дефекты в сварных швах. Исследование магнитных полей при различных намагничиваниях участка рельса привело к выводу о возможности диагностирования повреждений по количеству импульсов, наводимых в индикаторе. Возникла задача построения различных электронных быстродействующих счетчиков импульсов.
Результатом моих исследований явилась кандидатская диссертация на тему „Анализ триггерных элементов быстродействующих счетчиков импульсов“. Как известно, электронные триггеры стали позднее основными элементами цифровой вычислительной техники. С самого начала этой работы в 1939 г. и до ее защиты С.А. Лебедев с вниманием и одобрением относился к моим исследованиям. Он согласился быть оппонентом по диссертации, защита которой состоялась в конце 1945 г. В то время еще никто не подозревал, что Лебедев начинает вынашивать идеи создания цифровых электронных вычислительных машин, сделавших его имя бессмертным».
Говорят архивы
В Киеве, в Национальной академии наук Украины, где создавалась МЭСМ, сохранена конструкторская документация и папки с материалами о первой отечественной ЭВМ, многие из которых составлены С.А. Лебедевым. Чья-то заботливая рука сорок лет назад написала на них: «Хранить вечно».
Перелистаем некоторые. В короткой записке, направленной в Совет по координации Академии наук СССР в начале 1957 г., Лебедев пишет «Иыстродействующими электронными счетными машинами я начал мпиматься в конце 1948 г. В 1948–1949 гг. мной были разработаны основные принципы построения подобных машин. Учитывая их исключительное значение для нашего народного хозяйства, а также отсутствие в Союзе какого-либо опыта их постройки и эксплуатации, я принял решение как можно быстрее создать малую электронную счетную машину, на которой можно было бы исследовать основные принципы построения, проверить методику решения отдельных задач и накопить эксплуатационный опыт. В связи с этим было намечено первоначально создать действующий макет машины с последующим его переводом в малую электронную счетную машину. Чтобы не задерживать разработку, запоминающее устройство пришлось выполнить на триггерных ячейках, что ограничило его емкость. Разработка основных элементов была проведена в 1948 г… К концу 1949 г. были разработаны общая компоновка машины и принципиальные схемы ее блоков. В первой половине 1950 г. изготовлены отдельные блоки и приступили к их отладке во взаимосвязи; к концу 1950 г. отладка созданного макета была закончена. Действующий макет успешно демонстрировался комиссии».
Через два месяца после демонстрации макета С.А. Лебедев выступил на закрытом ученом совете Института электротехники и теплоэнергетики АН Украины. Сохранился протокол ученого совета, который впервые был опубликован в журнале «Управляющие системы и машины» (1992, № 1/2). Учитывая значение этого документа для истории вычислительной техники, приведем его полностью.
Секретно Экз.
Протокол № 1 заседания закрытого ученого совета
института электротехники и теплоэнергетики АН УССР
от 8 января 1951 г.
Присутствовали:
члены ученого совета: действ, чл. АН УССР И.Т. Швец, чл. АН УССР С.А. Лебедев, чл. — кор. АН УССР С.И. Тетельбаум, д-ра техн. наук А.Д. Нестеренко, В.И. Толубинский, канд. техн. наук Л.В. Цукерник, Е.В. Хрущева, А.Н. Милях, А.И. Петров.
Приглашенные:
председатель Бюро ОТН, действ, чл. АН УССР Н.Н. Доброхотов.
Институт математики: директор ин-та, действ, чл. АН УССР А.Ю. Ишлин-ский, зав. отделом И.Б. Погребыский, д-р техн. наук С.Г. Крейн.
Институт электротехники: сотрудники лаборатории моделирования и регулирования (зав. лаб. С.А. Лебедев), канд. техн. наук Л.Н. Дашевский, канд. техн. наук Е.А. Шкабара, мл. науч. сотр. З.Л. Рабинович, инженер С.Б. Погребин-ский, сотрудник лаборатории автоматики, канд. техн. наук Г.К. Нечаев.
Повестка дня:
1. Счетно-решающая электронная машина (доклад директора Института электротехники АН УССР, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева).
Слушали: Доклад действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева «Счетно-решающая электронная машина».
Принцип работы быстродействующей машины — принцип арифмометра. Основные требования к такой машине — ускорение и автоматизация счета. Перед лабораторией была поставлена задача создать работающий макет электронной быстродействующей счетной машины. При разработке макета нами был принят ряд ограничений. Скорость операций принята равной 100 операциям в секунду. Количество знаков ограничено пятью в десятичной системе (16 знаков двоичной системы).
Машина может производить сложение, вычитание, умножение, деление и ряд таких действий, как сравнение, сдвиг, останов, предусмотрена возможность добавления операций.
Основным элементом электронной счетной машины является элемент, позволяющий производить суммирование. Применены электронные реле (тригтерные ячейки), в которых осуществляется перебрасывание тока > из одной лампы в другую путем подачи импульсов на сетку. Это дает возможность производить действие сложения, из которого образуются и все остальные действия. Вместо десятичной системы применяется двоичная, что определяется свойствами триггерных ячеек (С.А. Лебедев поясняет работу машины по схеме). Кроме элементов для счета, машина должна иметь элементы, которые управляют процессом вычислений. Такими элементами являются разрешающие устройства и элементы запоминания.
В 1951 году перед лабораторией поставлена задача — перевести макет в работающую машину. Препятствием для этого пока является отсутствие автоматического ввода исходных данных и автоматического вывода полученных результатов. Автоматизация этих операций будет осуществлена с помощью магнитной записи, которая разрабатывается Институтом физики (в лаборатории чл. — кор. АН УССР А.А. Харкевича).
Вопросы задавали:
Н.Н. Доброхотов. Какие еще счетные машины разрабатываются в Советском Союзе и если разрабатываются, то на каком принципе?
А.И. Петров. Какова область применения машины?
А.Ю. Ишлинский. 1) Какова продолжительность жизни элементов машины? 2) Какова надежность работы машины в связи с выходом из строя какого-либо элемента? 3) Как удалось использовать заграничные технические материалы? 4) Какова должна быть квалификация операторов?
Г.К. Нечаев. Каково соотношение по времени счета и вывода (ввода) задания при автоматической работе машины?
И.Т. Швец. 1) Состояние разработки электронно-счетных машин в других учреждениях? 2) Каково положение с разработкой счетных машин за границей и каковы их параметры в сравнении с нашей? 3) Кто разработал триггерные ячейки, с каких пор они известны и где еще применяются? 4) Каково участие в этой комплексной работе Института математики АН УССР, Института физики АН УССР и Института точной механики и вычислительной техники АН СССР?
Л.И. Цукерник. Каковы оригинальные решения, примененные в разработанной Институтом электротехники АН УССР машине?
С.Г. Крейн. Какие задания будет выполнять разработанная машина, когда она будет автоматизирована?
С.А. Лебедев. Отвечаю, группируя однородные вопросы. Я имею данные по 18 машинам, разработанным американцами, эти данные носят характер рекламы, без каких-либо сведений о том, как машины устроены (см. Приложение 1. — Прим. авт.). В вопросе постройки счетных машин мы должны догонять заграницу и должны это сделать быстро.
По данным заграничной литературы, проектирование и постройка машины ведется 5-10 лет, мы хотим осуществить постройку машины за 2 года. 11оказатели американских машин следующие: время умножения на ЭНИАК 5,5 мс, на ЭДВАК 4 мс, на нашей машине 8–9 мс.
Кроме Института электротехники АН УССР, разработкой машины занимаются: а) СКБ-245 Министерства машиностроения и приборостроения; вначале они разрабатывали машину с применением реле, но теперь они перешли на использование электроники; б) Энергетический институт АН СССР; он использует тригтерные ячейки; в) Институт точной механики и вычислительной к-хники АН СССР, комплексно с которым проводится наша работа. Эта машина такая же, как МЭСМ, но она рассчитана на быстродействие большее, чем для существующих американских машин. Время операции в этой машине будет равно 0,2 мс (речь идет о БЭСМ. — Прим. автора).
Принципиально новым в нашей машине является суммирующий элемент, а также решение вопросов осуществления взаимосвязи отдельных элементов машины. Основным принципом при создании, машины было использование лишь проверенных, известных элементов, в том числе триггерных схем.
Область применения машины весьма широкая. На ней могут быть в принципе решены все задачи, которые могут быть сведены к численному решению. С помощью машины может производиться решение дифференциальных уравнений, составление всевозможных таблиц. Преимущественное применение этих машин — проведение однотипных расчетов с различными исходными данными (подсчет траекторий управляемых снарядов). Появление электронных счетных машин дает возможность применять новые математические методы для решения задач статистической физики.
Использовать заграничный опыт трудно, так как опубликованные сведения весьма скупы.
Работающие на машине должны быть трех типов: математики (составление программ); операторы (нахождение повреждений в машине); совмещающие обе указанные специальности.
Для существующей машины время ввода данных и вывода результатов равно времени проведения операции.
Участие Института математики АН УССР выражается в совместной разработке вопросов программирования. Участие Института физики АН УССР выражается в разработке магнитной записи.
Повышение надежности машины мы осуществляем предварительной тренировкой ламп. Выход из строя каких-то элементов машины может быть легко обнаружен.
Выступили:
А.Ю. Ишлинский. Создание макета является одним из крупных достижений Отделения технических наук и С.А. Лебедева. О значении машины дискутировать нечего. Наличие электронной машины снимает многие трудности и позволит не применять тех сложных методов вычислений, которые в настоящее время применяются. Ясно, что такие машины найдут очень широкое применение как в оборонной промышленности, так и в науке.
Разработка такой машины является большим достижением в науке. В дальнейшем не следует машину загружать однотипными вычислениями прикладного характера, а нужно с ее помощью вести научные исследования.
Н.Н. Доброхотов. Важность проводимых по счетной машине работ совершенно очевидна. Задача АН УССР — разработать лучшую в сравнении с заграницей машину. Чтобы машина была сконструирована лучше, необходимо организовать обмен мнениями, необходимо организовать дискуссии по принципиальным вопросам разработки машин. Необходимо обсудить работу в масштабе Союза ССР.
С.И. Тетельбаум. Надо значительно расширить штаты и материальную базу для ускорения проведения этих важных работ.
С.Г. Крейн. Применение электронной машины даст возможность применять ряд новых методов в технике. В связи с этим необходимо максимальное развитие проводимых по машине работ.
И.Т. Швец. Чувство удовлетворения и гордости за нашу Академию наук вызвал доклад С.А. Лебедева, заслушенный сейчас. Работа по электронным счетным машинам относится к числу важнейших работ Академии наук УССР. Необходимо максимально способствовать развитию этих работ и ускорить отработку машины. К числу недочетов необходимо отнести следующее: 1) С.А. Лебедев не борется за приоритет Академии наук УССР по этой работе; 2) комплексирование работы проводится недостаточное, надо проводить работу в более тесной связи с Институтами математики АН УССР и физики АН УССР; 3) не следует использовать в применении к машине термин «логические операции», машина не может производить логических операций; лучше заменить этот термин другим. Я считаю, что размах работы, конечно, надо увеличить, но нельзя сказать, что эта работа — самая главная в Академии наук УССР; надо также помнить, что ассигнования Академии наук в 1951 г. уменьшаются. Необходимо детально продумать, о чем следует просить Президиум АН УССР для скорейшего проведения работы.
С.А. Лебедев. Я должен подчеркнуть, что значение работы по счетно-решающим машинам очень велико. В качестве примера можно привести следующее. Единственным эффективным способом борьбы с дальними ракетами является посылка встречной ракеты. Для этого нужно определить возможную точку встречи. Применение счетно-решающей машины позволит быстро провести необходимые подсчеты траекторий полета ракет, что обеспечит точное попадание. В отношении созыва совещания по счетно-решающим машинам могу сообщить, что по заданию правительства эскизный проект машины будет закончен в I квартале 1951 г. Этот эскизный проект будет передан на рассмотрение экспертам, где он будет весьма тщательно рассмотрен. Согласен, что надо в большей степени привлечь Институты математики и физики АН УССР. Связь с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР имеется не только по линии финансирования (хотя это важно, так как дало возможность быстро создать макет машины), но и по научной линии. В отношении использования машины для расчетов трудно будет отказывать нуждающимся в расчетах, так как вопросы счетной техники стоят в настоящее время весьма остро.
Постановили:
1. Отметить, что работы, проведенные в Институте электротехники АН УССР под руководством действ, чл. АН УССР С.А. Лебедева по разработке электронной счетно-решающей машины, являются весьма актуальными и имеют большое научное и практическое значение, связанное с оборонными нуждами СССР и задачами научно-исследовательских работ в различных областях науки и техники.
2. Рекомендовать директору Института электротехники АН УССР, действ, чл. АН УССР С.А. Лебедеву войти в Президиум АН УССР с ходатайством об осуществлении мероприятий, направленных на дальнейшее развертывание работ по созданию советской электронной счетно-решающей машины, с тем, чтобы значительно ускорить темпы работ, расширить экспериментальную базу в Феофании, подготовить требующиеся кадры, обеспечить необходимое участие в этой работе других институтов АН УССР.
3. Отмечая комплексный характер работы, проводимой Институтом электротехники АН УССР совместно с Институтом точной механики и вычислительной техники АН СССР, с Институтами математики и физики АН УССР, считать целесообразным разработать мероприятия для наиболее эффективного проведения совместных исследовательских и конструкторских работ на основе комплексного участия в них научных учреждений АН СССР, АН УССР, а также Министерства приборостроения и машиностроения СССР.
Председатель ученого совета действ, чл. АН УССР И.Т. Швец,
Ученый секретарь Е.В. Хрущова.
Существует еще один важный документ, позволяющий с точностью до месяца представить этапы разработки первой отечественной ЭВМ — МЭСМ (публикуется впервые).
Секретно Экз.
Этапы разработки первой электронной (малой) счетной машины
1. Октябрь-декабрь 1948 г.
Разработка общих принципов построения электронных счетных машин.
2. Январь-март 1949 г.
Даны общие направления для разработки отдельных элементов. Семинары по счетным машинам с участием представителей Институтов математики и физики АН УССР.
3. Март-апрель 1949 г.
Разработка триггеров на лампах 6Н9М и 6Н15. Разработка разрешающих устройств на тех же лампах. Разработка генераторов импульсов. Разработка счетчиков на лампах 6Н15.
4. Май-июнь 1949 г.
Разработка арифметического устройства на лампах 6Н15 (1-й вариант). Переезд в новое помещение и оборудование лаборатории.
5. Июль-сентябрь 1949 г.
Разработка арифметического устройства на лампах 6Н9 (2-й вариант). Разработка статистических элементов запоминания. Разработка электронных коммутаторов.
6. Октябрь-декабрь 1949 г.
Создание принципиальной блок-схемы макета машины. Разработка общей компоновки машины. Конструирование и изготовление каркаса машины.
7. Январь-март 1950 г.
Разработка и изготовление отдельных блоков и их отладка. Разработка и изготовление пульта управления машиной. Разработка ТУ на магнитное запоминание.
8. Апрель-июль 1950 г.
Установка блоков на каркасе и монтаж межблочных соединений. Монтаж связей между каркасом и пультом. Отладка на каркасе блоков и групп блоков во взаимодействии. Работы по магнитному запоминанию в Институте физики АН УССР. Образование в Киеве группы Института точной механики и вычислительной техники АН СССР.
9. Август-ноябрь 1950 г.
Отладка управления машиной от пульта. Первый пробный пуск макета машины (6.11.1950 г.).
10. Ноябрь-декабрь 1950 г.
Увеличение количества блоков запоминания для расширения емкости запоминающего устройства. Отработка операций сложения и вычитания. Отработка операций умножения и сравнения.
11. Январь-февраль 1951 г.
Демонстрация (4 января 1951 г.) действующего макета приемной комиссии. Составление акта окончания работ по макету. Во время демонстрации на макете решались задачи по вычислению суммы нечетного ряда факториала числа, возведение в степень. Начата переделка макета в электронную (малую) машину.
12. Март-май 1951 г
Разработка систем постоянных чисел и команд. Введение фотографической записи результата. Разработка системы управления магнитным запоминанием. Введение в эксплуатацию постоянных чисел и команд. Демонстрация работы машины Правительственной комиссии и Комиссии экспертов.
13. Июнь-август 1951 г