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».