Когда готовилась эта книга, мне в руки попались сочинения немецкого философа Ницше. Одно из его высказываний привлекло особенное внимание: «Уметь дать направление
— признак гениальности». Мне сразу вспомнился С.А. Лебедев, предугадавший основные направления и перспективы развития ЭВМ. Ученики Сергея Алексеевича Л.Н. Королев и В.А. Мельников в статье «Об ЭВМ БЭСМ-6» говорят о том же, только более определенно: «Гениальность С.А. Лебедева состояла именно в том, что он ставил цель с учетом перспективы развития структуры будущей машины, умел правильно выбрать средства для ее реализации применительно к возможностям отечественной промышленности» (Управляющие системы и машины. 1976, № 6).
«Чтобы не было войны»
Вычислительная техника с первых дней возникновения стала использоваться в военных целях. С.А. Лебедев был главным конструктором вычислительных средств системы противоракетной обороны страны (ПРО).
Важное значение работ в области ПРО, намного опережавших в то время уровень зарубежной военной техники, привело к тому, что имя Лебедева как главного конструктора вычислительных средств ПРО было засекречено. Лишь в 1990 г. — через 16 лет после смерти — о его участии в создании первых в стране систем ПРО было сказано в газете «Советская Россия» от 5 августа (статья Г.В. Кисунько «Деньги на оборону»).
Можно с уверенностью сказать, что если БЭСМ-2, М-20, БЭСМ-6, установленные во многих вычислительных центрах, обеспечили в послевоенные годы быстрое развитие научных исследований и решение наиболее сложных задач научно-технического прогресса, то специализированные ЭВМ, разработанные под руководством С.А. Лебедева, стали основой мощных вычислительных комплексов в системах противоракетной обороны. Полученные в те годы результаты были достигнуты за рубежом лишь много лет спустя.
Взяться за военную тематику заставила «холодная» война, развернувшаяся в послевоенный период. Сергей Алексеевич не мог остаться в стороне от запросов времени. К тому же выполнение оборонной тематики позволяло улучшить материальное и финансовое положение института и за счет этого ускорить и расширить исследования по созданию мощных универсальных ЭВМ для оснащения вычислительных центров страны, что всегда было главной задачей ИТМ и ВТ АН СССР.
Еще 15 января 1951 г., находясь в Киеве, С.А. Лебедев направил письмо в президиум АН Украины, в котором говорилось: «Институтом электротехники Академии наук Украины в 1950 г. разрабатывается макет быстродействующей электронной счетной машины. Быстродействующие электронные счетные машины позволяют с колоссальной скоростью и большой точностью решать самые разнообразные задачи, например, в области внутриатомных процессов, реактивной техники, радиолокации, авиастроения, строительной механики и других отраслях.
Быстрота и точность вычислений позволяют ставить вопрос о создании устройств управления реактивными снарядами для точного поражения цели ггутем непрерывного решения задачи встречи в процессе полета управляемого реактивного снаряда и внесения корректив в траекторию его полета».
Президиум АН Украины не сумел оказать действенной помощи в развитии работ, — шло восстановление народного хозяйства республики, средств не хватало. Не было и понимания важности проблемы со стороны руководства республики. После переезда в Москву, став директором ИТМ и ВТ АН СССР, С.А. Лебедев приступил к осуществлению своего давнего замысла.
B.C. Бурцев
Все началось с того, что, когда работы по отладке БЭСМ подходили к концу, Сергей Алексеевич, захватив с собой молодого специалиста Всеволода Сергеевича Бурцева, отличившегося при отладке БЭСМ и привязавшегося к ученому как к отцу (в годы войны Бурцев лишился родителей), появился в одном из московских НИИ, разрабатывавших радиолокаторы. Результатом явилось создание в 1952–1955 гг. двух специализированных ЭВМ «Диана-1» и «Диана-2» для автоматического съема данных с радиолокатора и автоматического слежения за воздушными целями. Дальнейшим развитием этих работ явилось создание целой серии ЭВМ, предназначенных для систем ПРО.
Заместителем и ответственным исполнителем по работе Лебедев назначил Бурцева. Доверие, проявленное Сергеем Алексеевичем, огромное желание не подвести своего наставника умножили силы и энергию молодого специалиста.
Ламповая ЭВМ М-40 (40 тыс. операций в секунду), в которую он вложил огромный труд, заработала в 1958 г., опережая на несколько месяцев М-20. Немного позднее появилась М-50 (с плавающей запятой). Машины имели мультиплексный канал, позволяющий принимать для обработки (асинхронно) данные по шести направлениям. На базе этих ЭВМ была создана первая советская система ПРО.
Генеральным конструктором первой системы ПРО был 35-летний Г.В. Кисунько. Некоторые научные авторитеты посмеивались над его замыслом — сбить летящую ракету снарядом!
Он говорил как специалист, увидевший такую перспективу в соединении радиолокационной техники с зарождающейся электронно-вычислительной — научных отраслей, которые могли стать основой новой системы обороны. Г.В. Кисунько возглавил группу энтузиастов по разработке и обоснованию принципов ПРО. В течение года ей предстояло решить несколько сложнейших задач. Как находить баллистическую ракету и эффективно следить за ней — столь стремительной и небольшой по размерам? Как организовать автоматическое взаимодействие удаленных друг от друга объектов ПРО? Как с достаточной скоростью обрабатывать информацию и принимать верные решения? Как успешно сбивать цель? Ответить на эти вопросы вместе с Григорием Васильевичем взялись талантливые ученые и конструкторы, в том числе и С.А. Лебедев. Родилась идея создать экспериментальный комплекс ПРО — так называемую систему А.
С.А. Лебедев с дочерьми Екатериной (слева) и Натальей
Западнее озера Балхаш сотни километров земли отняла у людей каменистая безводная пустыня. Летом здесь плюс сорок в тени, среди живого вокруг — фаланги, змеи, скорпионы. Сюда в 1956 г. прибыли строители противоракетного полигона. За ними потянулись промышленники, затем военные испытатели — тысячи людей. Пустыня стала «условной Москвой», окруженной системой ПРО, по которой должны были стрелять из Капустина Яра, Плесецка. Задача испытателей — развернуть экспериментальную технику, а затем обнаруживать в небе и сбивать нацеленные на пустыню ракеты. Полигон неофициально называли Сары-Шаган, по названию ближайшего населенного пункта. Закипела настоящая фронтовая работа. Строители жили в землянках. Воды мало, пыльных бурь много. Так же много, как и дел, на которые отводилось по-фронтовому мало времени. Строили почти все одновременно: железнодорожные ветки, автодороги, линии электропередач, прокладывали связь, возводили военные и гражданские объекты, поднимали городок испытателей.
Надо отдать должное не только прозорливости, но и смелости Кисунько, Лебедева, Бурцева, взявшихся осуществить, казалось бы, невозможное.
Достаточно вспомнить хотя бы то, какими несовершенными были в то время ламповые ЭВМ. Когда Кисунько увидел БЭСМ, он посчитал, что эта «самоделка» не имеет перспективы серийного производства, и решил ориентироваться на «Стрелу». С СКВ-245 был заключен договор о разработке специализированной ЭВМ на базе «Стрелы». На всякий случай был заключен договор и с институтом Лебедева. На Балхаше, в здании, где должны были размещаться обе машины, огромный зал разделили на две части. Но вскоре генеральный конструктор понял, что половина зала, отведенная для СКБ-245, останется пустой, а ученые академии умеют не только писать научные статьи, но и решать сложные практические задачи: в зале появилась ЭВМ М-40!
Всего через год на полигоне вошел в строй первый локатор, успешно фиксировавший все учебные пуски ракет в стране. А спустя еще два года начались стрельбы противоракет при полном составе системы А. Ее компонентами стали невиданные для тех лет радиолокаторы с мощнейшим энергетическим потенциалом, автоматизированная система управления на базе быстродействующей М-40, высокоскоростные и маневренные противоракеты со средствами точнейшего наведения, электроника с цифровым кодированием. Не все поначалу ладилось, да и недоброжелатели не дремали, памятуя, что Кисунько — сын репрессированного кулака. Но в конце концов наступил день, который участники работ запомнили на всю жизнь.
— Цель уже в небе, ее ведут все локаторы, вскоре поступит команда на пуск противоракеты. Программист жмет кнопку запуска. Отметка цели на экране. Следом — пуск противоракеты. Спустя несколько минут табло высветило сигнал «Подрыв цели». На следующий день данные кинофоторегистрации подтвердили: головная часть баллистической ракеты развалилась на куски!
Это событие явилось настоящим прорывом в военном деле, науке, даже в политике. На одной из пресс-конференций Н.С. Хрущев вроде бы между прочим, но так, чтобы поняли все, заметил: «Наша ракета, можно сказать, попадает в муху в космосе». Для многих тогда осталось загадкой — всерьез ли он говорит. Ведь о таком безъядерном поражении баллистической ракеты за рубежом даже не думали. Столь значительное продвижение СССР
в области ПРО заставило американцев искать возможности для заключения договора по ограничению ПРО, который появился в 1972 г. и стал первым «разоруженческим» соглашением послевоенного времени!
Однажды дочь Сергея Алексеевича спросила: «Зачем ты делаешь ЭВМ для военных»? — «Чтобы не было войны!» — ответил отец.
За всем этим стоит колоссальная многолетняя работа многих коллективов, в том числе лебедевского. В.С. Бурцев провел на полигоне, где была создана система А, не один год. Бывал там Сергей Алексеевич, и не раз. И никогда не пытался выделиться, работал наравне
со всеми.
Создатели первой системы ПРО получили Ленинскую премию. Среди них были Г.В. Кисунько, С.А. Лебедев и В.С. Бурцев.
Впоследствии ламповые ЭВМ были заменены полупроводниковыми. К ним добавилась трехпроцессорная ЭВМ производительностью 1,5–2 млн. операций в секунду. Это была первая в стране ЭВМ на интегральных схемах. Осуществилась еще одна мечта С.А. Лебедева, высказанная в Киеве (А.И. Кондалеву, Р.Г. Офенгенгену): сделать ЭВМ миниатюрными, надежными, широкоприменяемыми (машина занимала 2,5 м3). Опыт создания первой ЭВМ третьего поколения послужил базой для конструирования семейства хорошо известных супер-ЭВМ «Эльбрус». Название было предложено С.А. Лебедевым. Увлечение горами оставалось. Предстояло покорить еще одну вершину, но теперь уже в науке. Не успел…
Титульный лист брошюры С.А. Лебедева с его автографом
Краткие характеристики универсальных и специализированных ЭВМ, созданных под руководством С.А. Лебедева, приведены в Приложении 3.
Научная школа С.А. Лебедева
В 50-60-х годах в области отечественной вычислительной техники эффективно развивалось несколько направлений. Наиболее известными были научные школы С.А. Лебедева, В.М. Глушкова, И.С. Брука и Б.И. Рамеева («Пензенская школа»).
Научная школа Лебедева возникла как результат огромного труда ученого и его творческих сподвижников по созданию сверхбыстродействующих универсальных и специализированных ЭВМ — наиболее сложных классов средств вычислительной техники.
Появление нового научного направления и, тем более, научной школы — сложный творческий процесс. Создание научной школы Лебедева может служить классическим примером.
Среди ученых в нашей стране и за рубежом нет человека, который, подобно Лебедеву, обладал столь мощным творческим потенциалом, чтобы охватить период от создания первых ламповых ЭВМ, выполнявших лишь сотни и тысячи операций в секунду, до
сверхбыстродействующих супер-ЭВМ на полупроводниковых, а затем интегральных схемах. За двадцать лет под его руководством было создано пятнадцать высокопроизводительных — наиболее сложных — ЭВМ, и каждая — новое слово в вычислительной технике: более производительная, более надежная и удобная в эксплуатации (см. Приложение 3).
С первых шагов творческой деятельности он выдвинул и все последующие годы последовательно проводил в жизнь генеральный принцип построения таких машин — распараллеливание вычислительного процесса. В МЭСМ и БЭСМ с этой целью использовались арифметические устройства параллельного действия. В М-20 и М -40 добавилась возможность работы внешних устройств параллельно с процессором. В БЭСМ-6 появился конвейерный (или «водопроводный», как назвал его Лебедев) способ выполнения вычислений. В последующих ЭВМ — многопроцессорность и т. д. и т. п. (упомянуты лишь главные этапы в распараллеливании вычислительного процесса, без детализации).
Каждая новая ЭВМ была результатом радикальной переработки предыдущей с критическим осмыслением всего нового, что появилось в стране и за рубежом и с «оглядкой» на возможности отечественной технологии и промышленности. Простой перевод ЭВМ с одной элементной базы на другую, более совершенную, не приносил ученому творческого удовлетворения. Не случайно сверхплановая полупроводниковая БЭСМ-4, повторявшая структуру и команды М-20, не получила от него высокой оценки. Он не мог не поддержать инициативу молодежи создать первую полупроводниковую ЭВМ, но сам в это время вместе со своими помощниками (А.Н. Томилиным и др.) уже моделировал будущую БЭСМ-6, стремясь теоретически обосновать структуру и параметры новой машины. «ЭВМ надо разрабатывать, предварительно рассчитывая ее», — об этом он сказал сразу же после создания БЭСМ и неуклонно следовал этому принципу.
Первое детище С.А. Лебедева — МЭСМ. За пультом Л.Н. Дашевский (справа) и С.Б. Погребинский (Киев, 1951 г.)
Коллектив создателей БЭСМ-6 (слева направо): Валентин Лаут, Александр
Томилин, Лев Королев, Владимир Смирнов, Андрей Соколов, Валентин Иванов, Леонид Зак, Владимир Мельников, Сергей Лебедев, Владимир Семешкин.
С.А. Лебедев умел доводить задуманную идею до практического воплощения и прививал это качество своим ученикам. Интересно проследить, как менялись формы такого обучения.
На первых порах, когда он был фактически единственным специалистом, представлявшим принципы построения и работы ЭВМ, то в процессе проектирования, наладки и запуска в эксплуатацию машины (например, МЭСМ, БЭСМ, М-20) он выступал как главный конструктор, как инженер-отладчик, а если требовали обстоятельства, — как техник-монтажник. Иначе говоря, учил живым, наглядным примером. Позднее, с появлением достаточно квалифицированных специалистов, Лебедев доверял им значительную часть работ, оставляя себе наиболее трудные участки, связанные с обоснованием нововведений, с теоретическим обоснованием структуры и параметров ЭВМ.
Нетрудно представить, с какой колоссальной отдачей работал коллектив лебедевского института эти два десятилетия! Что помогало сотрудникам выдержать такой темп, воодушевляло на творческие искания, вливало силы во время многомесячной круглосуточной отладки каждой машины, и позднее, при установке их на различных объектах, где условия были далеки от нормальных?
На первое место следует поставить выдающуюся роль Сергея Алексеевича как блестящего научного руководителя. Он, как никто другой в то время, очень глубоко разобрался в новой области науки и техники, очень четко ставил цели коллективам разработчиков, активно, с полным знанием дела участвовал в их достижении.
Ученый обладал большим инженер-ным опытом и интуицией, которые позволили ему самому убедиться (и убедить других) в возможности слаженной работы тысяч электронных ламп, на которых строились первые ЭВМ. Он сам являл пример беззаветного служения науке, не чурался черновой, вспомогательной работы, если этого требовало дело. Всегда находил общий язык с теми, с кем работал.
Наконец, он умел подобрать кадры и наиболее эффективно организовать работу сотрудников. И в Киеве, и в Москве имел двух -трех помощников, имевших достаточные творческие и организаторские способности, а остальной коллектив подбирал из молодых специалистов, только что окончивших учебные институты, увлекая их новизной и грандиозностью своих замыслов.
Сергей Алексеевич в своем саду (60-е гг.)
Сопутствующим, но важным фактором была новизна и перспективность проблемы
создания цифровой техники. Этот фактор действовал не только в стенах ИТМ и ВТ АН
СССР, но и в других организациях. Тем более, что вычислительная техника развивалась прямо на глазах, обещая все новые и новые эффективные применения, содействуя техническому прогрессу и творческому росту исследователей. Многочисленные публикации С.А. Лебедева сыграли в этом очень большую роль.
Немаловажным было и творческое соревнование, которое шло между различными организациями, разрабатывающими ЭВМ, и стремление идти вровень с достижениями за рубежом.
ВКиеве в распоряжении С.А. Лебедева была лаборатория из нескольких десятков человек.
ВМоскве его стараниями молодая научная организация — ИТМ и ВТ АН СССР — превратилась в лидера компьютеростроения, осуществился замысел ученого: организация широкого фронта исследований в области вычислительной техники. В целях подготовки кадров специалистов по инициативе С.А. Лебедева в Московском физико-техническом институте была создана кафедра вычислительной техники. Базовой организацией для нее стал ИТМ и ВТ АН СССР. Эту кафедру Сергей Алексеевич возглавлял до 1973 г. Как заботливый садовник (а он и был1 таким на своей даче в Подмосковье), растил он молодые кадры. Обширные знания позволяли ему самые сложные вещи объяснять легко и просто. Его глубокая порядочность, кристальная честность оказывали на студентов большое воспитательное воздействие.
Не получившие своевременного признания и должной поддержки МЭСМ и БЭСМ предстали в свете последующих достижений лебедевского коллектива как основополагающие работы в области вычислительной техники, что содействовало росту авторитета ученого и возглавляемого им коллектива.
Главный конструктор доволен: «за спиной» БЭСМ-6! Рядом с С.А. Лебедевым участники разработки В.А. Иванов (слева) и В.И. Семешкин (1968 г.)
ИТМ и ВТ АН СССР стал широко известен не только в стране, но и за рубежом. Постепенно, хотя и с опозданием, приходило официальное признание заслуг. При
полном безразличии С.А. Лебедева к наградам и несмотря на противодействие со стороны некоторых недоброжелателей, их было немало: ордена Ленина (1954,1962,1972), звание Героя Социалистического труда (1956), Ленинская премия (1966), Государственная премия
СССР (1969), орден Октябрьской Революции (1971).
Вместе с Сергеем Алексеевичем высокие награды получили многие сотрудники ИТМ и ВТ АН СССР.
Научная школа создается тогда, когда у ученого, ее основателя, появляются ученики, вырастающие в ученых, способных вести самостоятельные исследования, продолжая дело, традиции, замыслы учителя.
«Птенцы» Лебедева, выращенные в ИТМ и ВТ АН СССР, оказались достойными учениками, стали крупными учеными.
В Москве с Сергеем Алексеевичем работал Владимир Андреевич Мельников, который активно участвовал в разработке и отладке БЭСМ. Был ответственным исполнителем при создании БЭСМ-2, помогал воспроизвести ее в Китае. Сергей Алексеевич, убедившись в недюжинных способностях ученика, начиная разработку БЭСМ-6, назначил его своим заместителем. После завершения работ по БЭСМ-6 Мельников стал вместе с С.А. Лебедевым и А.А. Соколовым главным конструктором вычислительной системы АС-6, совместимой по программному обеспечению с БЭСМ-6. Созданная в короткие сроки вычислительная система АС-6 воплотила в себе многие идеи, составившие основу будущих супер-ЭВМ. Она использовалась совместно с БЭСМ-6 в космической программе «Союз-Аполлон» и последующих запусках космических кораблей. Мельников был избран членом-корреспондентом, а затем действительным членом Академии наук СССР (теперь РАН), награжден орденом Ленина (1956), двумя орденами Трудового Красного Знамени (1971 и 1976), лауреат Государственных премий (1969 и 1980), а также лауреат Премии президиума АН Украины им. С.А. Лебедева. С 1976 г. работал директором Института проблем кибернетики РАН и являлся главным конструктором супер-ЭВМ «Электроника СБИС». В 1993 г. скоропостижно скончался.
С.А. Лебедев (второй слева) во время поездки в Англию (Кембридж, 1964 г.)
«Ас отладки» В.С. Бурцев оказался асом и в науке. Когда он представил ученому совету диссертацию на соискание ученой степени кандидата технических наук (она обобщала опыт создания ЭВМ «Диана-1» и «Диана-2»), то ученый совет единогласно проголосовал за присвоение ему звания доктора наук. Своей самоотверженной работой он завоевал полное доверие у С.А. Лебедева и стал его< надежным помощником во втором направлении работ ученого — создании высокопроизводительных управляющих и информационных комплексов для объектов ПРО и центров контроля космического пространства.
Когда С.А. Лебедева не стало, Бурцев был назначен директором ИТМ и ВТ АН СССР. Продолжая дело своего учителя, много сил отдал созданию семейства супер-ЭВМ «Эльбрус» и дальнейшему развитию работ в области ПРО. Был избран членом-корреспондентом, а затем действительным членом РАН. С 1986 г. — директор Вычислительного центра коллективного пользования при президиуме РАН.
С.А. Лебедев принимает группу грузинских ученых. Второй слева — президент АН
СССР А.Н. Несмеянов
Под его руководством разрабатывается супер-ЭВМ, использующая новейшие принципы оптической обработки информации с автоматическим распараллеливанием процессов обработки информации в многомашинных и многопроцессорных комплексах. Принцип распараллеливания вычислений, выдвинутый Лебедевым, получил в работах его ученика логическое развитие.
В.С. Бурцев награжден четырьмя орденами, лауреат Ленинской и двух Государственных премий, а также лауреат Премии президиума АН Украины им. С.А. Лебедева.
Лебедевскую школу прошли и сохраняют ей верность десятки, если не сотни специалистов. Часть из них уже на пенсии, часть еще работает у В.А. Мельникова (Л.Н. Королев, В.П. Иванников, Л.Н. Томилин и др.), у В.С. Бурцева (И.К. Хайлов, В.И. Перекатов, В.Б. Федоров, В.П. Торчигин, Ю.Н. Никольская и др.). Большинство же связало жизнь с ИТМ и ВТ АН СССР им. С.А. Лебедева РАН (Г.Г. Рябов, В.И. Рыжов, В.В. Бардиж, ГШ. Головистиков, ВЛ. Лаут, А.С. Федоров, А.А. Соколов, М.В. Тяпкин, В.И. Смирнов и др.). К сожалению, рамки книги не позволяют рассказать обо всех подробно.
Супер-ЭВМ, в разработках которых Сергей Алексеевич и руководимый им коллектив вложили столько труда, были и остаются ведущим классом машин в вычислительной технике.
ИТМ и ВТ АН СССР им. С.А. Лебедева РАН бережно хранит традиции, заложенные и развитые Сергеем Алексеевичем. Институт не сдал своих позиций: вслед за супер-ЭВМ «Эльбрус-1» и «Эльбрус-2» вступает в строй супер-ЭВМ «Эльбрус 3–1», выполняющая 1 млрд. операций в секунду. Такая скорость вычислений делает ее одной из самых быстрых в мире! Супер-ЭВМ «Эльбрус 3–1» воплотила в себе лучший отечественный опыт.
Учитывались и достижения вычислительной техники за рубежом. Мне же хочется отметить ту особенность, которая делает честь создателям мощного вычислительного комплекса: математическое обеспечение «Эльбруса 3–1» может расширяться за счет огромного количества программ, наработанных для БЭСМ-6! Это достигается при включении в его состав супер-ЭВМ «Эльбрус-5» (руководитель работы М.В. Тяпкин) — микроэлектронной копии БЭСМ-6. Ученики сохранили и умножили то, что было сделано при учителе.