Истоки наших ЭВМ: 90 лет

90 лет исполнилось Всероссийскому (Всесоюзному) электротехническому институту (ВЭИ) — “исторической и научной прародине” нашей вычислительной техники. Юбилей “не круглый”, но в свете развития российской науки — знаковый.

Институт ВЭИ учрежден в Москве в 1921 г. Советом Труда и Обороны (высший государственный орган) по плану ГОЭЛРО (в 1921--1927 гг. он назывался “Государственный экспериментальный электротехнический институт” — ГЭЭИ). Создание этого принципиально нового научного центра — заслуга выдающегося ученого Карла Адольфовича Круга. Именно воспитанники Круга — молодые энергетики ВЭИ, создававшие с 1930 гг. электрические “предтечи компьютеров”, стали конструкторами первых ЭВМ, всемирно известными пионерами вычислительной техники, основателями базовых научных школ в этой области.

“Комплексный план ГОЭЛРО (Государственной комиссии по электрификации России)” предусматривал развитие промышленности и экономики на основе создания мощной энергетической базы — первая срочная мера по ликвидации хозяйственной разрухи — “наследства” Гражданской войны. Профессор МВТУ К.А. Круг руководил в ГОЭЛРО электрификацией промышленности и сельского хозяйства центра России. Ленин сам пригласил его как одного из наиболее компетентных электротехников.

В 1898 г. Круг с отличием окончил МВТУ, а в 1901-м -- Technische Hochschulle (университет) в Дармштадте, где учился у известного экспериментатора-практика Эразмуса Киттлера, и Technische Hochschulle Scharlottenburg в Берлине. В 1903 г. сдал экстерном все экзамены на физико-математическом факультете Московского университета, а в 1911-м защитил в Дармштадте диссертацию.

В 1905 г. он организовал с нуля преподавание в МВТУ нового предмета — электротехники. Конспект его лекций 1906 г. “Основы электротехники”, изданный в 1911 г. отдельной книгой, стал настоящей “библией электротехников” с баснословным количеством переизданий — по сию пору это один из популярных источников. К ней прочно приклеилось прозвище “Круг”; он и сам её так называл. Сейчас ей исполняется 100 лет!

Назначением в ГОЭЛРО Круг обязан своим масштабным исследованиям состояния энергетики “Центрального промышленного района России”, успешно проведенным, несмотря на военное время, еще в 1913--1917 гг. и доказывавшим необходимость ускоренной электрификации этого района.

Пятого октября 1921 г. Кругу выдали справку о его назначении директором ВЭИ; но ни места, ни денег, ни ясной перспективы не было. Не растерявшись, он разместил имевшиеся приборы в чуланах и свободных углах электрической лаборатории МВТУ, привлек студентов к работе в “новом институте” и… пошел прямо к Ленину. Зная нравы бюрократов, Ленин тут же (17 декабря 1921) сам откомандировал Круга в Германию за научным оборудованием, со 100 тыс. золотых рублей на руках — сумма по тем временам невероятная, а по возвращении помог найти новые помещения -- неподалеку от МВТУ в Лефортове.

Усилиями Круга ВЭИ быстро превратился в один из ведущих исследовательских центров Европы, с блестящим научным коллективом “электротехнических имен первой величины” (профессора Угримов, Шулейкин, Шенфер, Шателен, Поливанов и др.), исключительно высоким научным уровнем и демократичной творческой обстановкой. Молодежь приходила из МВТУ.

Круга интересовали научные и деловые качества сотрудника, а не идеология, что было непросто во времена острой политической борьбы в стране. Тем не менее в 1920-х гг. он продемонстрировал гражданское мужество, сделав своим заместителем по науке в ВЭИ репрессированного священника отца Павла Флоренского — знаменитого ученого и философа.

Об организаторских талантах Круга ходили легенды. Сам участвовал во всех ответственных работах, проектировал новые здания и курировал строительство. В 1925 и 1927--1928 гг. снова ездил в Германию за оборудованием. В 1929 г. создал Центральные опытные мастерские ВЭИ, в 1934 г. преобразовал их в Опытный электромеханический завод — образец устройства для многих научных организаций. Спектр работ ВЭИ огромен: от мощных линий электропередачи, фотоэлементов, радио- и электронного оборудования до обслуживания строившегося Московского метро. В литературе тех лет ВЭИ фигурировал как символ прогресса и научной мощи нового государства.

Занятия в МВТУ Круг вел даже в годы гражданской войны. В 1918--1920 гг. ежедневно (!) читал лекции сам — преподавателей почти не было. В 1925, 1928 гг. он направил на работу в ВЭИ своих дипломников Исаака Брука и Сергея Лебедева.

Популярно мнение о решающем влиянии военных нужд на появление современных ЭВМ. В СССР первые электрические вычислительные приборы появились в 1930-е гг. — Брук и Лебедев сконструировали электрические аналоговые вычислительные устройств для многочисленных экспериментов и масштабных расчетов распределения и передачи электроэнергии. Это были две огромные электрические установки Лебедева (в Москве и Свердловске), рассчитывавшие математическую модель линии электропередачи Куйбышевская ГЭС — Москва и “электрический стол” переменного тока Брука, моделировавший сложные электрические сети. Их актуальность легко оценить, взглянув на карту СССР (России), сами размеры которого в 1930 гг. поставили задачу эффективной передачи энергии на огромные расстояния.

Прогресс ВЭИ, успехи плана ГОЭЛРО и развитие промышленности резко подняли спрос на специалистов-энергетиков; учебные заведения не справлялись с нагрузкой. В 1930 г. Круг строит на базе электротехнического факультета МВТУ (рядом с ВЭИ) Московский энергетический институт (МЭИ) — первый “кампус” в СССР. Преподавали ведущие специалисты ВЭИ, в их числе Лебедев; факультеты радио- и электровакуумной техники стали “кузницей создателей ЭВМ”. Конструкторы первых поколений ЭВМ — в основном выпускники МЭИ, академики В. Левин, В. Бурцев и В. Котельников и др. Совсем недавно МЭИ отметил своё 80-летие — юбилей “институтов Круга” двойной.

Талантливый аналитик Лебедев уже в 1930-е гг. видел, что эффективное решение стремительно нараставшего “снежного кома” научных задач возможно лишь с использованием электроники в вычислительных системах. В 1938--1939 гг. он помогал дипломнику МЭИ А. Нетушилу разработать счетчик элементарных частиц на электронных триггерах, а в 1941-м, во время затемнений при налетах немецкой авиации на Москву, занимался двоичной арифметикой… в ванной комнате. Его жена Алиса вспоминала: “Сидел при газовой горелке и писал в школьной тетрадке нули и единицы”. Сам он говорил: “Если бы не война, то занялся бы компьютером намного раньше”. Впрочем, занимаясь в 1942 г. системой наведения танковой пушки, он разработал для нее и аналоговые вычислительные элементы.

В 1945 г. он изготовил в ВЭИ электронную аналоговую машину для расчета линий электропередачи, а 1948--1951 гг. в Киеве, в АН УССР, -- первую (в СССР) цифровую ЭВМ “МЭСМ”. Вернувшись в Москву, собрал молодых выпускников МЭИ (В.С. Бурцев, В. Мельников, А. Соколов, М. Тяпкин, В. Лаут и др.) в новом институте ИТМиВТ, где создал семейства ЭВМ “БЭСМ” и “Эльбрус” и основал Научную школу академика С.А. Лебедева. Академик АН СССР С.А. Лебедев — лауреат медали Чарльза Беббиджа — высшей награды мирового компьютерного сообщества.

И. С. Брук с 1935 г. работал в Энергетическом институте (ЭНИН) АН СССР, занимаясь электростанциями и огромным механическим интегратором. После войны его отдел создал электронный дифференциальный анализатор “ЭДА”, интегрировавший уравнения до 20-го порядка.

В 1948 г. академик И. С. Брук и талантливый молодой техник Башир Рамеев (будущий создатель семейства ЭВМ “УРАЛ”) вдвоем разработали первый в СССР детальный проект цифровой ЭВМ (патент 1948 г.). До войны Рамеев учился в МЭИ, но был исключен как сын репрессированного.

В 1951 г. Брук с группой выпускников МЭИ: М. Карцев, Н. Матюхин, А. Залкинд, Т. Александриди и др. -- изготовили первую ЭВМ “М-1” из большого семейства “М” (М-7-200 и М-7-800 управляли энергетическими системами). М-1 — первая ЭВМ в Москве.

Академик К.А. Круг в 1941 г. перешел в ЭНИН, где работал до последнего дня.

Первый зарубежный доклад о советских ЭВМ сделал С.А. Лебедев в 1956 г. на конференции в Дармштадте, в Technische Hochschulle...

Разумеется, ЭВМ появились, поскольку “пришло их время”, но именно “институты Круга”, созданные его подвижническим трудом, их фундаментальная и многоплановая научная основа, системный и прагматичный стиль обеспечили полноценное развитие и реализацию таланта пионеров ЭВМ Лебедева, Брука и их учеников.