Лебедєв Сергій Олексійович

Біографія

Сергій Олексійович Лебедєв народився 2 листопада 1902 р. в Нижньому Новгороді в учительській родині. Батько і мати Сергія були люди освічені і творчі. Батько Сергія, Олексій Іванович Лебедєв, був талановитим педагогом, автором багатьох книжок для школярів. Мати, Анастасія Петрівна Лебедєва, народна вчителька, навчила Сергія любити і розуміти музику, грати на фортеп'яно, багато читати.

Перша світова війна, а потім Жовтнева революція не дали змогу Сергію закінчити середню школу і лише в 1921 p., коли він з батьком за викликом А. В. Луначарського опинився в Москві і зайнявся створенням кольорових діапозитивів, склав екстерном іспити за середню школу. Оскільки Сергій з дитинства цікавився технікою, то він без вагань обрав для подальшого навчання електротехнічний факультет одного з найкращих у світі технічних закладів — Московського вищого технічного училища ім. М. Баумана. Технічна творчість одразу захопила Сергія і він почав спеціалізуватися в галузі створення техніки високих напруг. Треба зауважити, що майбутньому вченому дуже пощастило на вчителів — він слухав лекції К. А. Круга (організатора Всесоюзного електротехнічного інституту), професорів Сиротинського, Глазунова. Свій дипломний проект, присвячений проблемі стійкості паралельної роботи електростанцій, Сергій Лебедєв виконав під керівництвом К. А. Круга. Дипломна робота вийшла далеко за межі суто студентської наукової роботи і мала велике теоретичне і практичне значення.

У 1928 р. Сергій Лебедєв отримав диплом інженера-електрика і залишився працювати викладачем МВТУ ім. М. Баумана, одночасно став працювати молодшим науковим співробітником Всесоюзного електротехнічного інституту (ВЕІ), а невдовзі очолив лабораторію електричних мереж.

Свою першу велику наукову працю С. О. Лебедєв надрукував уже в 1933 р. — це була монографія "Устойчивость параллельной работы электрических систем". У 1939 р. С. О. Лебедєв захистив докторську дисертацію, не маючи ступеня кандидата наук. Робота вченого була присвячена розробці теорії штучної стійкості енергосистем.

У 1939—1940 pp. у зв'язку з підготовкою до будівництва Куйбишевського гідровузла С. О. Лебедєв здійснює науково-технічне керівництво розробкою проекту магістральних ліній від цього гідровузла. При цьому ним були використані всі теоретичні і практичні досягнення попередніх років.

Але світ уже був охоплений розгортанням Другої світової війни, а тому відділ автоматики ВЕІ, яким керував С. О. Лебедєв, з її початком повністю переключився на суто військову тематику, пов'язану зі створенням високоточної зброї самонаведення на ціль, розробкою системи стабілізації танкової гармати тощо. Ці розробки значною мірою підвищували ефективність зброї, що була в той час на озброєнні Радянської Армії, і тим самим зберегли багато тисяч життів наших солдатів.

Майже кожна розробка вченого в галузі енергетики вимагала створення спеціалізованих засобів обчислення як для виконання розрахунків на стадії проектування, так і для включення цих засобів до складу діючих пристроїв. Як правило, це були аналогові пристрої, що були здатні моделювати ті чи інші розрахунки. Так, для пристроїв військового призначення С. О. Лебедєв створив аналоговий пристрій, який був здатен виконувати основні арифметичні операції, операції диференціювання та інтегрування. Розвиваючи цей напрям уже в 1945 p., С. О. Лебедєв створив першу в країні аналогову ЕОМ для розв'язання систем звичайних диференціальних рівнянь, які часто використовувались в енергетиці.

Усі ці розробки постійно давали поштовх для створення універсального обчислювального пристрою на базі суто цифрової обробки інформації з використанням двійкової системи числення. Над створенням такого пристрою вчений почав замислюватись вже з 1943 р., про що свідчать наукові теми, які він формулював для своїх учнів.

Переїзд С. О. Лебедєва з Москви до Києва відбувся завдяки видатному математикові М. О. Лаврентьєву, директору Інституту математики АН України з 1939 p., який, будучи особисто знайомий з президентом АН України академіком О. О. Богомольцем, відрекомендував С. О. Лебедєва як талановитого та енергійного вченого в галузі енергетики, електротехніки та електроніки. У 1945 р. академік О. О. Богомолець запропонував С. О. Лебедєву балотуватися в дійсні члени АН України. Після обрання академіком у 1946 р. С. О. Лебедєв переїжджає до Києва і призначається директором Інституту енергетики АН України. З 1947 р. Інститут енергетики поділяється на два інститути — електротехніки і теплоенергетики. С. О. Лебедєв очолив Інститут електротехніки. За цикл праць у галузі електротехніки Сергій Олексійович був удостоєний Державної премії СРСР.

Саме М. О. Лаврентьєв спонукав С. О. Лебедєва розпочати роботу над створенням універсальної ЕОМ. Восени 1948 р. Сергій Олексійович зорієнтував лабораторії моделювання і регулювання на створення малої електронно-обчислювальної машини (МЕОМ). Основні проектні рішення МЕОМ С. О. Лебедєв доповідав на семінарах, учасниками яких були М. О. Лаврентьєв, Б. В. Гнеденко, А. Ю. Ішлінський, А. А. Дородніцин та інші видатні вчені.

Розробивши генеральну блок-схему машини, величезну частину проектних робіт С. О. Лебедєв виконував особисто. Робота над МЕОМ виконувалась переважно у вечірній та нічний час, оскільки вдень доводилось вирішувати багато організаційних питань. Фактично у дуже стислі строки МЕОМ було введено в дослідну експлуатацію вже у 1950 р.

На той час ця МЕОМ була найкращою електронно-обчислювальною машиною у світі. Лише в Англії було створено ЕОМ ЕДСАК на рік раніше, але арифметичний пристрій цієї ЕОМ був побудований на послідовному принципі дії, в той час як МЕОМ Лебедева мала арифметичний пристрій паралельної обробки інформації.

Значення МЕОМ на той час було важко переоцінити. У процесі безпосередньої розробки МЕОМ були перевірені фундаментальні принципи побудови ЕОМ, реалізовані конкретні технічні рішення, отриманий досвід в експлуатації та налагодженні ЕОМ. У той час МЕОМ інтенсивно використовували для розв'язання різних народногосподарських та наукових завдань: у галузі термоядерних процесів, ракетної та космічної техніки, механіки, енергетики, економіки. Уже тоді на базі МЕОМ почалося формування школи програмістів, почали розроблятися перші мови програмування.

Комісія АН СРСР прийняла МЕОМ як макет швидкодіючої електронно-обчислювальної машини (ШЕОМ), розробка якої здійснювалась за безпосередньої участі С. О. Лебедєва.

Варто зазначити, що вже у 1952 р. Інститут електротехніки і електроніки АН України подав роботу по створенню МЕОМ на здобуття Державної премії СРСР. Об'єктивні дані свідчили про те, що ця важлива робота безперечно заслуговує на премію, однак у той час до цього напрямку розробки нової техніки поставилися недостатньо серйозно. Мабуть, з боку тодішнього президента АН України О. О. Богомольця підтримка робіт по створенню обчислювальної техніки була досить пасивною, через що цей проект світового рівня не отримав тоді найвищого офіційного визнання в СРСР.

Розуміючи складність становища С. О. Лебедєва і значущість його діяльності в напрямку розвитку обчислювальної техніки, М. О. Лаврентьєв як віце-президент Академії наук України написав листа Сталіну про необхідність прискорення робіт по створенню і використанню ЕОМ. Результатом цього звернення до Сталіна стало призначення М. О. Лаврентьєва в 1950 р. директором Інституту точної механіки і обчислювальної техніки АН СРСР (ІТМ і ОТ АН СРСР).

На той час С. О. Лебедєв уже інтенсивно працював над створенням ще потужнішої ЕОМ, яка мала робочу назву ШЕОМ1. І вдруге М. О. Лаврентьєв вплинув на подальшу долю С. О. Лебедєва, запросивши його в березні 1951 р. до Москви на посаду завідуючого лабораторією № 1 ІТМ і ОТ АН СРСР, яку він займав за сумісництвом з 1950 p., працюючи ще в Києві. Маючи постійну і дієву підтримку з боку М. О. Лаврентьєва, Сергій Олексійович завжди дуже тепло ставився до цієї людини, цінував його талант ученого, наполегливість та енергійність при досягненні мети.

Переїхавши з Києва до Москви, С. О. Лебедєв привіз із собою власноручно виконані майже всі структурні схеми майбутньої ЕОМ, часові діаграми роботи головних блоків, варіанти виконання всіх операцій. Тобто фактично ще в Києві Сергій Олексійович виконав цикл робіт по проектуванню ШЕОМ1. Для забезпечення лабораторії № 1 кадрами М. О. Лаврентьєв і С. О. Лебедєв зробили ставку на молодь, зокрема на студентів — практикантів вищих закладів освіти. Їх зараховували до штату інституту і одразу давали конкретне завдання по створенню того чи іншого блоку майбутньої ЕОМ. Така стратегія цілком виправдала себе: студенти-практиканти дуже швидко під керівництвом талановитого вченого і педагога перетворились у досвідчених інженерів-конструкторів. Уже в середині 1951 р. штат лабораторії № 1 налічував близько 50 осіб.

Проектні роботи по створенню ШЕОМ1 завершились у квітні 1951 р. Державна комісія по захисту ескізного проекту ЕОМ рекомендувала її до виробництва, і восени 1952 р. ЕОМ було введено в експлуатацію.

Зауважимо, що ШЕОМ1 була не просто дослідним екземпляром, а й реальним високоефективним інструментом наукових досліджень в різних галузях народного господарства і науки. На той час ШЕОМ1 була найбільш швидкодіючою ЕОМ в СРСР та Європі і могла конкурувати навіть з кращими ЕОМ США, хоча американці почали створювати свої комп'ютери ще під час Другої світової війни і використовували для цього великі ресурси.

За створення системи ШЕОМ1 С. О. Лебедєв був нагороджений золотою зіркою Героя Соціалістичної Праці.

Невдовзі конструкція ШЕОМ1 була модернізована і пристосована для запуску у серійне виробництво як ШЕОМ2, тобто фактично ШЕОМ2 стала першою вітчизняною серійною ЕОМ.

Цією машиною були обладнані найбільші в СРСР обчислювальні центри, її використовували для проведення розрахунків для космічних програм, при створенні народногосподарських планів країни, для розв'язання багатьох наукових завдань, у тому числі при проектуванні ядерних реакторів для перших атомних електростанцій. Можна стверджувати, що впровадження ЕОМ зробило якісний внесок у розвиток усієї науки Радянського Союзу.

У червні 1953 р. С. О. Лебедєв був призначений на посаду директора ІТМ і ОТ АН СРСР, а у жовтні цього ж року був обраний дійсним членом Академії наук СРСР по відділенню фізико-математичних наук. Він був незмінним керівником цього інституту до весни 1973 p., коли тяжка хвороба змусила його відмовитись від посади директора.

У 1959 р. колектив ІТМ і ОТ АН СРСР під керівництвом С. О. Лебедєва запустив у серійне виробництво більш потужну ЕОМ М-20, швидкодія якої була в 4 рази більша за попередню модель. На той період цей обчислювальний комплекс був найпотужнішим у світі.

На сьогоднішній день навіть важко уявити, що пристрій, який містив у собі тисячі радіоламп та інших радіодеталей, скомпонованих на громіздких щитах і у шафах із десятками тисяч з'єднань, міг працювати тривалий час без збоїв. Досить багато авторитетних спеціалістів вважали за авантюру саму ідею створення ЕОМ та їх використання для обчислень важливих задач. Але життя невпинно рухалось вперед, і вже нові моделі обчислювальної техніки замислював цей видатний учений.

Після вдалого завершення робіт над ламповими ЕОМ ШЕОМ-2 і М-20 розпочалося проектування першої напівпровідникової ЕОМ ШЕОМ-6, яка стала вершиною технічної творчості С. О. Лебедєва та його колективу. Цей суперкомп'ютер на той час належав уже до другого покоління ЕОМ. При його створенні С. О. Лебедєв проаналізував і використав увесь світовий досвід створення швидкодіючих комп'ютерів. У результаті цього аналізу було створено оригінальну і зручну для програмування систему команд, чітку і логічну внутрішню організацію блоків і пристроїв, надійну елементну базу і конструкцію, що значно спростило технічне обслуговування.

Зауважимо, що ШЕОМ-6 була першою в СРСР машиною, прийнятою державною комісією, з повним математичним забезпеченням. Одним з перших С. О. Лебедєв зрозумів важливість співпраці інженерів і математиків при створенні як самого комп'ютера, так і математичного забезпечення для нього. Саме з ініціативи С. О. Лебедєва схеми всіх пристроїв ШЕОМ-6 були записані у вигляді формул булєвої алгебри, що відкрило нові можливості для автоматичного проектування і підготовки технічної документації, яка, у свою чергу, готувалася на ШЕОМ-2.

В електронних схемах ШЕОМ-6 використовувалось 60 тис. транзисторів і 180 тис. діодів. Сама ЕОМ вирізнялась дуже високою надійністю і простотою експлуатації. Середня швидкодія ШЕОМ-6 досягала 1 млн операцій в секунду. Макет ШЕОМ-6 був запущений у дослідну експлуатацію в 1965 p., а вже в середині 1967 р. перший зразок машини був переданий на випробування, саме тоді були виготовлені також три серійні зразки.

На основі ШЕОМ-6 в СРСР були створені обчислювальні центри колективного використання, системи управління в реальному масштабі часу, координаційно-обчислювальні системи телеобробки інформації. ШЕОМ-6 використовували для моделювання найважливіших фізичних процесів, процесів управління, а також при проектуванні складної техніки, у тому числі обчислювальної. Передова архітектура та якісна елементна база, що були закладені в конструкцію цієї ЕОМ, забезпечили їй значне довголіття. Промисловість країни випускала ШЕОМ-6 упродовж 17 років — у 70-х роках вона складала основу парку потужних ЕОМ в СРСР. Про якість цієї ЕОМ свідчить хоча б такий факт. Під час космічного польоту "Союз — Аполлон" управління польотом здійснювалось паралельно двома центрами: в СРСР і у США. При цьому вітчизняний комплекс управління, який працював на базі ШЕОМ-6, обробляв потік телеметричної інформації менш ніж за хвилину, водночас найкращому американському комплексу на це було потрібно майже півгодини. Це був справжній тріумф видатного вченого та його колективу.

С. О. Лебедєва і його творчий колектив за розробку і впровадження ШЕОМ-6 було удостоєно Державної премії СРСР.

Дуже важко переоцінити заслуги С. О. Лебедєва перед вітчизняною наукою. За своє життя він зробив так багато, що навіть того, що знає широка громадськість, достатньо, щоб ім'я вченого назавжди увійшло у скарбницю вітчизняної науки. Але час, коли жив і працював Сергій Олексійович, відзначався гострим протистоянням у військовій сфері двох світових супердержав — СРСР і США. Тому, безперечно, такий талановитий і продуктивний вчений і організатор, як С. О. Лебедєв, не міг стояти осторонь цих процесів. Тільки через 16 років після смерті видатного вченого були розсекречені дані про те, що саме він був головним конструктором обчислювальних систем протиракетної оборони СРСР. Саме він уперше сформулював ідею про можливість з'єднання радіолокаційних станцій з обчислювальними комплексами і на цій базі створення принципово нових систем оборони. Уже в кінці 50-х років колективом, до якого входив і С. О. Лебедєв, були створені системи, здатні відшукувати та знищувати у верхніх шарах атмосфери боєголовки балістичних ракет противника.

До спадщини видатного вченого належать не тільки першокласні комп'ютери, які він створив, а й наукова школа, яку він сформував за життя. Зокрема, в Україні на основі лабораторії Лебедєва виник цілий потужний інститут — Інститут кібернетики АН України, який тривалий час очолював В. М. Глушков.

С. О. Лебедєв вів також активну педагогічну діяльність, завжди турбувався про підготовку наукових та інженерних кадрів для нової галузі. Він створив і до 1973 р. очолював кафедру обчислювальної техніки у Московському фізико-технічному інституті.

Сергій Олексійович Лебедєв помер 3 липня 1974 р.