Лебедев Сергей Алексеевич, академик АН СССР: биография, основные работы, память
Сергея Лебедева по праву считают ведущим конструктором и разработчиком отечественных электронно-вычислительных машин. Его вклад в эту отрасль науки сравнивают с ролью Королева в ракетостроении и Курчатова в создании ядерного оружия. Кроме научной работы он вел активную преподавательскую деятельность и подготовил много молодых ученых с мировым именем.
Детство и юность
Сергей Алексеевич Лебедев родился 2 ноября 1902 г. Его отец, Алексей Иванович, окончив с отличием школу для детей-сирот и учительский институт, преподавал в селе Родники Иваново-Вознесенской губернии. Мать Сергея Лебедева, Анастасия Петровна, была потомственной дворянкой. Она покинула свое богатое имение, чтобы также стать учителем.
У Сергея было три сестры, одна из которых – Татьяна – является всемирно известной художницей. Родители будущего ученого старались быть образцом для своих учеников и детей. Во главу воспитания ставились такие качества, как трудолюбие, порядочность и честность. В доме Лебедевых было очень много книг, а детям прививали любовь к театру, музыке и фольклору.
Любимыми занятиями Сергея в детстве были плавание, музыка, чтение, шахматы и столярное ремесло, которому его обучил дядя. Уже тогда он увлекался электротехникой – мастерил динамо-машину, электрический звонок, лейденскую банку.
После революции в 1917 г. семью учителей перебрасывали из одного города в другой. В 1919 г. Сергей переехал в Москву вместе со своим отцом, которому поручают организацию производства диапозитивов в просветительских и пропагандистских целях. В 1921 г. С. А. Лебедев сдал экзамены по школьной программе и был принят в МВТУ им. Н. Э. Баумана.
Учеба в институте
В студенческие годы молодой ученый увлекался спортом: ходил в горы, катался на лыжах, плавал на байдарках. Активный образ жизни не мешал ему заниматься наукой – в своем дипломном проекте он разрабатывал проблему устойчивости работы больших электростанций в системе, где потребители и производители электроэнергии были расположены на больших расстояниях.
Это был его первый серьезный научный труд, работа над которым заняла 2 года. В 26 лет, защитив диплом в МВТУ, он стал самым компетентным специалистом в данном вопросе.
Работа в предвоенные годы
Трудовая биография Сергея Лебедева начинается с преподавания в МВТУ. В это же время он состоял в штате Всесоюзного электротехнического института (ВЭИ). Под его руководством была создана специальная лаборатория, в которой ученый продолжил работу над выбранной тематикой. Ее сложность заключалась в том, что при проектировании магистральных электросетей требовалось сделать очень сложные расчеты. Это побудило молодого ученого к разработке моделей электрических сетей и поиску новых методов для вычисления их режима работы.
В 1935 г. Сергею Алексеевичу Лебедеву присвоили звание профессора. Основу его диссертации на звание доктора наук, которую он защитил в 1939 г., составляла новая теория устойчивости энергетических систем. В 1939-1940 гг. он участвовал в проектировании Куйбышевского гидроузла. Помимо этого, занимался созданием устройства для решения дифференциальных уравнений, а затем приступил к разработке электронно-вычислительной машины, в основе которой лежит двоичная система счисления.
Великая Отечественная война
В 1941 г. Лебедев записался в народное ополчение, так как уже не подлежал военному призыву по возрасту. На фронт его не отпустили, а ВЭИ эвакуировали в Свердловск. Работа переключилась на оборонную тематику. В короткие сроки ученый освоил аэродинамику и занялся разработкой авиационных торпед с самонаведением, а также системой стабилизации танкового орудия во время прицеливания.
Как и все сотрудники ВЭИ, зимой Сергей Алексеевич работал на лесозаготовках. Во время эвакуации семья Лебедевых бедствовала: жить приходилось в предбаннике, дети часто болели. В 1943 г., когда миновала угроза нападения фашистов на Москву, институт перевели обратно в столицу.
Там Лебедев продолжил свою преподавательскую и научную деятельность. В 1943 г. его назначили заведующим кафедрой автоматизации электросистем Московского энергетического института, а в 1944 г. – руководителем ЦКБ электроприводов и автоматики. В 1945 г. ученого избрали членом Академии наук УССР.
На пути к ЭВМ
В 1945 г. ученый предпринял первую попытку организовать работы по проектированию цифровых машин. Но руководство ЦК ВКП(б) не восприняло всерьез идею Сергея Лебедева. По протекции знакомых ему предложили переехать в Киев и возглавить Институт энергетики, что давало возможность развернуть эту работу.
В 1947 г. данное учреждение разделили на два института – теплоэнергетики и электротехники. Директором последнего стал С. А. Лебедев. Здесь он, наконец, создал лабораторию по решению проблем, связанных с электронной вычислительной техникой.
Еще во время проектирования куйбышевской линии электропередач ученый параллельно занимался разработкой основ двоичной системы счисления, но из-за войны ему пришлось прервать исследования. На тот момент в мире еще не существовало ЭВМ. Только в 1942 г. в США был собран компьютер Атанасова, предназначенный для решения систем простых линейных уравнений. Лебедев пришел к своему техническому решению самостоятельно, поэтому его можно назвать пионером отечественной компьютерной техники. Если бы не война, то первый компьютер мог быть создан в России.
БЭСМ и МЭСМ – большая и малая электронно-счетная машина
В 1949 г. С. А. Лебедев начал работу по проектированию МЭСМ. Она задумывалась как макет с представлением чисел с фиксированной, а не плавающей запятой, так как последний вариант приводил к увеличению объема аппаратуры на 30 %. Первоначально было принято решение остановиться на 17 двоичных разрядах, затем их увеличили до 21.
Первые схемы были громоздкими, а многие узлы приходилось изобретать заново, так как типовых справочников по схемотехнике цифровых устройств тогда просто не существовало. Подходящие схемы заносили в журнал. Из-за недостатка финансовых средств в машину устанавливали бытовые электронные лампы. Отладка МЭСМ шла круглосуточно, а сам Лебедев работал непрерывно по 20 часов. В 1951 г. первая работающая ЭВМ в СССР и Европе была построена. Она могла выполнять 3000 операций в минуту, а данные считывались с перфокарты. Площадь, которую занимала машина, составляла 60 м2.
Уже с 1951 г. МЭСМ использовалась для решения важных оборонных и теоретических задач в области космических полетов, механики и термоядерных процессов. Для Лебедева создание этой машины было лишь ступенькой на пути к разработке БЭСМ. Ее производительность была в 2-3 раза выше, чем у МЭСМ, и на 1953 год она стала самой производительной ЭВМ в Европе. БЭСМ могла работать с числами с плавающей точкой, а число разрядов составляло 39.
В 1953 г. Сергея Алексеевича Лебедева избрали академиком АН СССР, а затем его назначили руководителем ИТМиВТ (Институт точной механики и вычислительной техники), где он проработал практически до самой смерти.
Дальнейшие разработки
Вслед за МЭСМ и БЭСМ Лебедевым были сконструированы более совершенные электронно-вычислительные машины (БЭСМ-2 – БЭСМ-6, М-20, М-40, М-50, 5Э92б, 5Э51, 5Э26). Часть из них использовалась в оборонной и космической промышленности. М-20, построенная с использованием полупроводников, стала прототипом для серийно выпускаемой БЭСМ-4.
В 1969 г. перед Лебедевым Сергеем Алексеевичем, академиком РАН, поставили очень сложную по тем временам задачу: создать ЭВМ, производительность которой составляет 100 млн операций в секунду. Аналогов с такими характеристиками не было даже за границей. Свой проект по созданию суперпроизводительного компьютера ученый назвал «Эльбрусом», в память о покоренной в молодости вершине.
Первым этапом к поставленной цели стал компьютер «Эльбрус-1», который был сдан в эксплуатацию уже после смерти ученого в 1979 г. Его производительность еще была далека от необходимой – почти в 7 раз меньше. Последовавшая за ним вторая модификация демонстрировала уже в 1,25 раз большую скорость работы, чем требовалось. Компьютер «Эльбрус» – разработка советских инженеров – опередила первую суперскалярную ЭВМ «Пентиум-I» на 14 лет.
Личные качества
Родные и коллеги Сергея Алексеевича Лебедева отмечали его доброту, скромность, прямоту и принципиальность во всем: от бытовых мелочей до работы. Он легко находил общий язык с молодежью и пользовался уважением среди студентов и аспирантов.
Ученый никогда не лебезил перед властями, а одним из показательных фактов является то, что при вручении ордена Ленина в 1962 г. он сел рядом с патриархом Алексием. Больше никто из приглашенных не хотел себя скомпрометировать общением с церковным главой.
В дом Лебедевых всегда приходило много друзей, в их числе были и именитые актеры, музыканты. Он никогда не уединялся для работы в кабинете, а занимался в общей комнате, одновременно разговаривая с детьми.
Со своей будущей женой, 16-летней виолончелисткой Алисой Штейнберг, Сергей Алексеевич познакомился в 1927 г., а через 2 года они поженились. Ученый с уважением относился к супруге и обращался к ней на вы. После рождения первого ребенка – сына Сережи – Алиса Григорьевна заболела и попала в больницу. Лебедев сам ухаживал за малышом и носил его два раза в день к жене, чтобы она кормила ребенка грудью. В 1939 г. в семье Лебедевых родились близнецы Катя и Наташа, а в 1950 г. появился приемный сын Яков.
Лебедев Сергей Алексеевич: награды
За свою плодотворную работу ученый получил много наград, среди которых Орден Трудового Красного Знамени, звание Герой Социалистического Труда, Ленинская и Государственная премии СССР и другие.
За заслуги в развитии советской электронно-вычислительной техники Лебедев 4 раза при жизни был награжден Орденом Ленина, а в 1996 г. (посмертно) был удостоен медали «Пионер компьютерной техники».
Память о Сергее Алексеевиче
В 1974 г., после продолжительной болезни, ученый скончался. Сергей Алексеевич был похоронен на московском Новодевичьем кладбище. Сейчас там также покоится прах его жены, которая пережила своего мужа всего на 5 лет, и сына.
В Москве до сих пор функционирует и выпускает специалистов Институт точной механики и вычислительной техники имени С. А. Лебедева. РАН (Российская академия наук) каждый год вручает премии им. Лебедева за разработки отечественных ученых в области информационных систем. В честь Сергея Алексеевича также названы улицы в его родном городе – Нижнем Новгороде и в Киеве, где он работал.