Текст книги "Информационные технологии в СССР. Создатели советской вычислительной техники"

К. А. Круг и ГОЭЛРО

В студенческие годы Сергей Алексеевич много занимался спортом и входившим тогда в моду туризмом: ходил с друзьями в горы, совершал велосипедные походы, плавал на яхтах и байдарках, зимой проходил на лыжах по 40–50 км. Но это не мешало ему в главном – в научной работе.

Уже в дипломной работе он решал важнейшую для практики задачу устойчивости работы крупных электростанций в единой системе, где электростанции и потребители разбросаны на огромных пространствах в тысячи километров. При этом все источники электрической мощности обязаны работать в строго синхронном режиме, выдавая один и тот же переменный ток с частотой 50 Гц. Превышение мощности на одной из линий могло вывести из строя все остальные электростанции той же системы, вызвав труднопредставимую по масштабам аварию. Поэтому дипломный проект Сергей Лебедев делал целых два года, и его содержание далеко выходило за рамки обычной студенческой работы – на защиту в 1928 году собрались студенты и сотрудники нескольких факультетов МВТУ им. Баумана.

Карл Адольфович Круг, 1930-е годы

Руководителем дипломного проекта Сергея Алексеевича был академик Карл Адольфович Круг – создатель советской электротехнической школы. В 1921 году по инициативе К. А. Круга, написавшего письмо Ленину, на базе электротехнической лаборатории МВТУ был создан крупнейший исследовательский институт в области электротехники – Всесоюзный электротехнический институт (ВЭИ, ныне Государственный научный центр Российской Федерации ФГУП ВЭИ). После защиты диплома Сергей Алексеевич, в 26 лет ставший самым компетентным в стране специалистом по надежности крупных электротехнических систем, был оставлен на кафедре в МВТУ преподавателем и одновременно зачислен в ВЭИ младшим научным сотрудником.

В ВЭИ Лебедев оставался «мэнэсом» недолго – К. А. Круг поставил перед ним новые задачи. Уже к 1930 году Сергей Алексеевич становится руководителем вновь созданной лаборатории электрических систем ВЭИ. В плане ГОЭЛРО было предусмотрено создание единой энергетической системы – сначала европейской части страны, а затем и соединение ее с энергосистемой Сибири. В том, что в созданной к 1960-м годам Единой энергетической системе страны за все годы ее существования вплоть до нашего времени не было ни одной серьезной глобальной аварии, немалая часть заслуг принадлежит лаборатории ВЭИ, возглавлявшейся Лебедевым.

В 1933 году выходит монография «Устойчивость параллельной работы электрических систем», написанная С. А. Лебедевым в соавторстве с сотрудником его лаборатории А. С. Ждановым. Расширенная и переработанная в 1934 году, эта монография долгие годы использовалась проектировщиками и служила в качестве учебного пособия для студентов вузов.

Для изучения устойчивости работы электросистем в реальных условиях требовались эксперименты. Разумеется, экспериментировать на реальных объектах энергетики можно лишь до определенного предела (стоит напомнить, что Чернобыльская катастрофа была следствием одного такого эксперимента, причем планового, санкционированного руководством). Тем не менее, в начале тридцатых подобные эксперименты по моделированию условий разрушения энергосистемы проводились, в частности, на Волховской ГЭС. Чтобы избежать дорогостоящих натурных испытаний, Сергей Алексеевич перешел к моделированию процессов работы энергосистем – сначала просто на уменьшенных моделях систем, а затем на аналоговых вычислительных машинах, с помощью которых воспроизводилась математическая модель системы.

С. А. Лебедев, 1935 год

Таким образом, Лебедев стал одним из первых в стране конструкторов аналоговых вычислительных машин (АВМ) – средства проведения громоздких расчетов, широко использовавшегося на практике в самых различных областях вплоть до распространения цифровых ЭВМ в пятидесятые-шестидесятые годы. Характерно, что аналоговыми вычислительными машинами занимался в предвоенные годы и другой создатель первых ЦЭВМ – Исаак Семенович Брук, а с создания ПУЗО («приборов управления зенитным огнем» – фактически механической АВМ) начинал свою карьеру будущий создатель электронной промышленности СССР А. И. Шокин. Создание и эксплуатация АВМ в предвоенные и первые послевоенные годы была той же линией научно-технического фронтира, какой в пятидесятые-шестидесятые стало конструирование ЭЦВМ и их программирование.

Деятельность по созданию моделей электрических сетей была подытожена С. А. Лебедевым в статье «Модель переменного тока системы ВЭИ» (1936). Одновременно он читал в МЭИ (институте, созданном в 1930 году из электротехнического факультета МВТУ) оригинальный учебный курс «Устойчивость работы параллельных электрических станций». Этот курс к середине 1930-х был введен во всех электротехнических вузах страны. 23 октября 1935 года С. А. Лебедеву, который так и не успел стать доцентом, ВАК присвоила звание профессора по кафедре «Электрические станции и сети». Это положило начало доброй традиции перескакивать через карьерную ступеньку: впоследствии, не будучи кандидатом, Сергей Алексеевич стал доктором наук, затем, минуя этап член-корреспондентства, был сразу выбран академиком.

В конце 1930-х

Жили в эти годы Сергей Алексеевич с женой, ее матерью (пианисткой Елизаветой Сергеевной Штейнберг) и родившимся в 1935 году сыном Сергеем в двух комнатах в трехкомнатной квартире (третью занимали соседи). Дом находился в Лефортово, на Красноказарменной улице, в одном из четырех корпусов, построенных для сотрудников ВЭИ. После рождения Сережи Алиса Григорьевна заболела и несколько месяцев находилась в больнице. Сергей Алексеевич дважды в день – до и после работы – пешком носил кормить грудного ребенка жене в больницу. Вечером сам купал мальчика и ухаживал за ним, сверяясь на всякий случай с книгой по уходу за грудными детьми.

Сережа Лебедев-младший и Алиса Григорьевна на даче в Звягино, 1937 год

В июне 1939 года родились близнецы Катя и Наташа, ставшие впоследствии одна пианисткой, другая историком[3]3
  Ведущий научный сотрудник Института всеобщей истории РАН Наталья Сергеевна Лебедева стала широко известна в начале 1990-х в России и Польше своими публикациями документов по известной трагедии в Катыни 1940 года.


[Закрыть]. Дети росли в основном под присмотром матери, однако авторитет отца для них был на высочайшем уровне. Для Сергея Алексеевича характерно, что он чрезвычайно редко делал замечания или что-то рекомендовал детям, но уж если такое происходило, то эти пожелания обязательно выполнялись. И сегодня, спустя десятилетия после смерти Сергея Алексеевича, в общении с его дочерьми чувствуется то трепетное, на грани благоговения, чувство, которое они испытывали по отношению к своему отцу.

В конце тридцатых Лебедевы на лето снимали дачу в знаменитом писательском поселке Переделкино, где собирались друзья семьи: Евгений Петров и Илья Ильф, Михаил Светлов. Некоторое время в эти летние месяцы Алиса Григорьевна работала секретарем у Корнея Ивановича Чуковского. Как и многие другие интеллигентные семьи того времени, родственников Сергея и Алисы не обошел каток сталинских репрессий: сгинул в лагерях муж сестры Сергея Алексеевича – Екатерины, там же погиб муж сестры Алисы – Елены Григорьевны. Был арестован и несколько лет провел в лагерях отец Алисы, Григорий Ефремович Штейнберг, имевший уникальную специальность, пришедшуюся немного не ко двору при новой власти – он был экспертом по экспорту зерна в дореволюционной России.

Но эти годы разгара сталинских чисток, когда подсиживание и доносительство были обычным делом, кажется, никак не затронули лично Лебедева, и сотрудники его отдела всегда чувствовали себя уверенно и спокойно. Вместе с тем, он сам вел себя по тем временам весьма смело – например, когда трусоватый начальник отдела электрических машин в зловещем 1937 году на всякий случай уволил А. Г. Иосифьяна (талантливого инженера, разработчика первого отечественного линейного электродвигателя) за то, что его отец был армянским священником и дашнаком, Сергей Алексеевич немедленно пригласил его в свой отдел. Не совсем чурался он и общественной активности: уже в 1955 году он подписал обращение большой группы советских ученых в Президиум ЦК КПСС, известное, как «Письмо трёхсот». Письмо содержало оценку состояния биологии в СССР к середине 1950-х годов и в конечном счете стало причиной отставки Лысенко с поста президента ВАСХНИЛ и некоторых его приверженцев и ставленников с других руководящих постов в системе Академии наук СССР.

Семья Лебедевых. Москва, зима 1937–1938

Еще более поразительные вещи вспоминает Ирина Вячеславовна Корзун, сотрудница ВЭИ и многолетний друг семьи Лебедевых. Как-то она рассказала Сергею Алексеевичу об аресте своего знакомого и невозможности передавать ему посылки из Москвы (из обеих столиц их не принимали). Сергей Алексеевич, который тогда часто ездил в командировки в Иваново, не задумываясь, предложил свою помощь. Легко себе представить, чем отправка посылок незнакомому «зэку» могла обернуться для самого Лебедева. Кстати, эта история, закончившаяся для всех благополучно, подтверждает не раз высказывавшуюся версию о том, что НКВД (как и все его наследники позднее) был далеко не всевидящим и многое упускал из того, что творилось прямо под носом.

Практически все заметные люди того времени, если и не подвергались репрессиям прямо, то имели неприятности от НКВД. Почему же независимый и прямой Лебедев представляет счастливое исключение? Очевидно, органы просто не нашли повода к нему придраться: Сергей Алексеевич обладал редким талантом не наживать себе врагов, которые могли бы написать на него донос. Геннадий Александрович Михайлов (сотрудник Института атомной энергии и создатель оригинальной ЭВМ ЦЭМ-1), в своих воспоминаниях, относящихся уже к 1960-м годам, рассказывает:

«В 50-е годы, работая рядовым инженером в Институте атомной энергии им. Курчатова, довелось мне оказаться знакомым со многими нашими выдающимися учеными, с кем-то близко, лично – с С. Л. Соболевым, Л. А. Арцимовичем, М. А. Леонтовичем, кого-то видеть на расстоянии, слушать их доклады, выступления (И. В. Курчатов, И. К. Кикоин, И. Е. Тамм, А. Ф. Иоффе, Н. В. Тимофеев-Ресовский, молодой А. Д. Сахаров…). Приятно вспомнить, что моими экзаменаторами перед защитой кандидатской диссертации были академики Арцимович и Лебедев – по вычислительной технике. Одним словом, в памяти сохранились многие яркие личности из нашей науки 50– 60-х годов. И вот боюсь, что среди них Сергей Алексеевич Лебедев по сугубо внешним признакам оказался бы совершенно неприметен – ни статью, ни волевым лицом… В том-то и дело, что, как мне кажется, эта незаметность – при очень мощном таланте – и была главной внешней отличительностью Сергея Алексеевича.

[…] Ни от кого не довелось слышать о нем плохого слова. И вместе с тем нельзя было назвать его безграничным добряком. На том самом экзамене, о котором упомянуто выше, Сергей Алексеевич преспокойно „влепил“ своему же аспиранту заслуженную двойку. Помнится, в беседе о защите диссертаций он заметил не без иронии про свой институт: „А у нас – разделение труда: одни делают машины, другие защищаются“».

Отметим, что если Лебедев так и не научился наживать себе личных врагов, то, как мы увидим в дальнейшем, недоброжелателей у продвигаемого им дела было все-таки предостаточно.

Первые раздумья о ЦВМ

Настоящим венцом деятельности Лебедева в области электрических сетей стал проект сверхмощной (до 600–1000 МВт) и сверхдальней (около 1000 км) магистральной линии электропередачи «Куйбышев – Москва», разработанный им в 1939–1940 годах в «Теплоэнергопроекте». Этот проект должен был стать образцом для проектирования других подобных линий, но война нарушила масштабные планы советского правительства. К первым месяцам войны относится свидетельство Алисы Григорьевны о том, что Сергей Алексеевич ночами, когда Москва погружалась в темноту, писал в ванне при свете газовой грелки единицы и нолики – основу двоичной системы счисления.

О том, что Лебедев еще до войны искал новые способы проведения сложных вычислений (требовавшихся в том числе и при проектировании магистральных электросетей) и задумывался над проведением их в электронном виде, косвенно говорит и его внимание к работе друга семьи Лебедевых Анатолия Владимировича Нетушила (гражданского мужа упоминавшейся Ирины Корзун). А. В. Нетушил написал кандидатскую диссертацию на тему «Анализ триггерных элементов быстродействующих счетчиков импульсов», то есть занимался разработкой одного из базовых устройств цифровой техники, и Лебедев внимательно следил за его работой, начавшейся в 1939 году, и впоследствии стал оппонентом на защите, состоявшейся в 1945 году.

Сережа развлекает сестричек игрой на балалайке. Фартучки вышивала А. Г. Лебедева по рисункам художника К. Ротова. Фото С. А. Лебедева, 1939–1940 годы

Напомним, что к 1939 году Джон Атанасов в США только начинал постройку своей вычислительной машины АБС, а Конрад Цузе в Германии построил лишь первый, несовершенный образец электромеханической машины Z1. Уже были опубликованы работы Алана Тьюринга («О вычислимых числах с приложением к проблеме разрешимости» [1.4], 1936) и Клода Шеннона («Символьный анализ реле и коммутаторов» [1.5], 1938), ставшие, соответственно, теоретическим и практическим обоснованием возможности построения универсальных электронных цифровых вычислительных машин, но крайне маловероятно, что Сергей Алексеевич был знаком с этими работами или хотя бы слышал о них. Хотя к началу Второй мировой войны идея цифрового компьютера в мире уже, что называется, «витала в воздухе», факт, что Лебедев пришел к ней совершенно самостоятельно. Б. Н. Малиновский в своем очерке о Лебедеве [1.1] свидетельствует: «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)». И кто знает, в какой стране тогда был бы создан самый первый электронный цифровой компьютер?

Война

С первых месяцев войны ВЭИ, естественно, переключился на оборонную тематику. В Совет Министров СССР было направлено техническое обоснование создания управляемых авиационных торпед с самонаведением. Друг и сотрудник Сергея Алексеевича Давид Вениаминович Свечарник[4]4
  По словам родных, Алиса Григорьевна любила иронизировать над фамилиями двух друзей семьи Лебедевых: Свечарника и Нетушила.


[Закрыть] разрабатывал непосредственно головку самонаведения на излучающую или отражающую излучение цель, а сам Лебедев, в кратчайшие сроки освоив аэродинамику и динамику летательных аппаратов, проектировал систему управления, руководил продувкой моделей в ЦАГИ. Заметим, что эти работы, то есть создание фактически первого в мире образца сверхточного оружия (вроде современных крылатых ракет) было закончено уже после войны, когда в октябре 1946 года прошли успешные натурные испытания в Евпатории. Это оружие опередило свое время (вероятно, слишком сложным и дорогим по тем временам оно было в производстве), но работа над ним, несомненно, весьма способствовала Лебедеву в дальнейшем, когда через десяток лет он займется конструированием средств противоракетной обороны (ПРО).

В октябре 1941 года Лебедев, как и большинство гражданских москвичей, не подлежащих штатному призыву по возрасту, записался в ополчение, но его, разумеется, на фронт не отпустили. 16 октября ВЭИ в срочном порядке эвакуируется в Свердловск, причем Свечарника включают в команду, обязанную взорвать корпуса института, если немцы подойдут к воротам Москвы. К счастью, этого делать не пришлось, и работа над авиационной торпедой продолжилась в декабре, когда Свечарник, по его выражению, «воссоединился» с Сергеем Алексеевичем.

Интересно, что, в соответствии с серьезностью момента, в 1941 году еще в Москве Сергей Алексеевич подал заявление о вступлении в партию, но по разным причинам его вступление все время откладывалось (эвакуация, организационные сложности, не выучил устав), так что принят он был только в 1943 году. В эвакуации семья Лебедевых некоторое время бедствовала – несчастья начались еще по дороге, когда из купе практически на глазах Алисы Григорьевны украли чемодан с детским бельем и десятью килограммами манки. В Свердловске какое-то время мыкались по углам: жили даже в предбаннике функционирующей бани, где дети простужались и болели. Потом власти обратились к жителям Свердловска с просьбой принять к себе эвакуированных, и те, как и почти все рядовые советские граждане в те годы, сами жившие в неважных условиях, откликнулись – Лебедевы въехали в холодную и сырую, но большую комнату в деревянном доме, с оставленной хозяевами мебелью, где жили две зимы и лето 1942 года.

Зимой сотрудники ВЭИ направлялись на лесозаготовки. Сергей Сергеевич в своих воспоминаниях дает яркий штрих к образу отца, описывая его манеру работать. В первый день оказалось, что самая великовозрастная пара Лебедев – Свечарник до обеда «спилила меньше всех – только 47 деревьев. Теперь я понимаю, что всё, чем ни занимался отец – разрабатывал ли принципиальные схемы ЭВМ, столярничал ли, валил ли деревья – всё он делал обстоятельно, без спешки, профессионально. Это снижало вероятность возможных ошибок и, в итоге, приводило к сокращению времени выполнения работы. И тогда, в лесу под Свердловском, он не спешил, тщательно выбирал направление, в котором удобнее свалить дерево, аккуратно подрубал сосну с двух сторон: пониже со стороны, куда она должна была упасть. Вел пилу равномерно, без рывков, но и без пауз, типичных для импульсивных пильщиков. […] Отец старался выполнить любую работу как можно лучше, не гоняясь за количественными показателями, но в то же время не допуская отставания: норму в 100 деревьев он со Свечарником выполнял ежедневно.»

Параллельно с работой по созданию самонаводящихся торпед, Лебедев в удивительно короткий срок сконструировал систему стабилизации танкового орудия при прицеливании, что позволяло стрелять, не останавливая машину. За работу в военные годы С. А. Лебедев был награжден орденом Трудового Красного Знамени и медалью «За доблестный труд в Великой Отечественной войне 1941–1945 гг.».

В 1943 году опасность захвата немцами Москвы отпала, и институт вернулся в столицу. Сам Лебедев уехал раньше, а семья добралась не без приключений. На станции Вышний Волочёк Алиса Григорьевна с несколькими женщинами вышла, чтобы купить картошки в голодную Москву. Объявили, что поезд будет стоять полтора часа, но через полчаса он внезапно тронулся и уехал. Детей всю оставшуюся дорогу подкармливал весь вагон, а отставшим женщинам пришлось добираться на перекладных, причем без документов, уехавших вместе с поездом. Но картошку они не бросили, а Сергей Алексеевич в это время встретил детей на вокзале, и утешал волновавшихся родственников других отставших: «Не волнуйтесь – с ними Алиса!».

В Москве Лебедев продолжил заниматься преподавательской деятельностью наряду с научной работой. В 1943 году он стал заведующим кафедрой релейной защиты и автоматизации электрических систем МЭИ. К 1945 году, по воспоминаниям Сергея Сергеевича, относится первая попытка Лебедева организовать работы по цифровым машинам. Случилось так, что о его идеях в этой области узнала ректор МЭИ В. А. Голубцова (скорее всего, через А. В. Нетушила), побеседовала с Сергеем Алексеевичем и, пользуясь своим положением жены Г. М. Маленкова, пообещала организовать «встречу в верхах».

Для «встречи» (как оказалось – с членом ЦК, курирующим науку) был даже сшит новый костюм по организованному Голубцовой ордеру на дефицитный материал, но закончилась встреча безрезультатно. Начальство, узнав, что машина должна выполнять примерно 1000 операций в секунду, дало глубокомысленное заключение: «что же, мы за один-два месяца перерешаем на ней все задачи – а потом на помойку?». Лебедев на таком уровне возражать не стал, и на этом история вычислительной техники в Советском Союзе вполне могла закончиться, не начавшись.

Конечно, куратор из ЦК (да, скорее всего, и сам Лебедев) тогда еще не знал о существовании «ЭНИАКА», только-только введенного в строй в США – американцы долго сохраняли его существование в секрете. А все три построенные к тому времени в Германии машины Конрада Цузе, Z1, Z2 и Z3, были уничтожены в ходе бомбардировок Берлина в 1944 году, и на его опыт почему-то в то время не обратили внимания ни американцы, ни мы. Поэтому довод, всегда безотказно действовавший на отечественное начальство, о том, что «вот там у них все уже на мази», так и не прозвучал.

Но тут вмешалась судьба в виде другого друга и сотрудника Сергея Алексеевича – Льва Вениаминовича Цукерника.