Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта
Шрифт:
После революции семья Лебедевых неоднократно переезжала: Алексей Иванович занимался организацией образования в Симбирске, Курмыше, Сарапуле, преподавал в школе и на учительских курсах в Курмыше. Поскольку Алексей Иванович состоял в партии эсеров, его отношения с новой властью складывались не всегда просто. Однако в 1920 г. он с семьёй согласился переехать в Москву по приглашению наркома просвещения Анатолия Васильевича Луначарского, чтобы активно включиться в работу Наркомпроса. Годом позже 19-летний Сергей Лебедев сдал экзамены экстерном за среднюю школу и поступил в Московское высшее техническое училище (впоследствии получившее имя Н. Э. Баумана) на электротехнический факультет.
После окончания института в 1928 г. Сергей Алексеевич получил приглашение стать преподавателем и одновременно был назначен младшим научным сотрудником Всесоюзного электротехнического института. В 1933 г. вышла в свет его первая монография «Устойчивость параллельной работы электрических систем» в соавторстве
Во время войны Лебедев занимается военными разработками: создаёт систему стабилизации для наводки танковой пушки, разрабатывает систему автоматического наведения авиационной торпеды. В 1945 г. он по приглашению президента АН УССР академика Александра Александровича Богомольца переезжает из Москвы в Киев, где возглавляет Институт энергетики АН УССР (а после разделения института становится директором Института электротехники).
Первая ЭВМ, созданная командой Лебедева, получила название «Малая электронная счётная машина», или сокращённо МЭСМ. Несмотря на слово «малая», машина насчитывала 6000 электронных ламп и с трудом умещалась в левом крыле двухэтажного здания общежития бывшего монастырского посёлка Феофания в 10 км от Киева. Перед войной в этом здании размещался филиал Киевской психиатрической больницы. После захвата Киева в 1941 г. фашисты расстреляли больных и заняли здание под госпиталь. Во время освобождения города советскими войсками здание получило серьёзные повреждения. В таком виде в 1948 г. оно досталось АН УССР и было передано Институту электротехники для размещения лаборатории. В полуразрушенном Киеве, куда АН УССР вернулась после эвакуации с Урала, других возможностей не было. Несмотря на трудности, команде, состоявшей из двенадцати научных сотрудников (включая самого Лебедева) и пятнадцати техников и монтажниц, удалось за два года разработать, смонтировать и запустить машину. Это было действительно впечатляющим результатом. Для сравнения: в создании ENIAC, помимо тринадцати основных исполнителей, участвовало двести техников и множество рабочих.
Институт электротехники АН УССР в 1952 г. представил работу по созданию МЭСМ к Сталинской премии, хотя присуждена она так и не была. Впрочем, двумя годами ранее Лебедев уже становился лауреатом Сталинской премии третьей степени — за разработку и внедрение устройства компаундирования генераторов электростанций для повышения устойчивости энергосистем и улучшения работы электроустановок (под «компаундированием» или «компаундным возбуждением» понимается автоматическое регулирование магнитного потока генератора в зависимости от силы тока). Изначально МЭСМ создавалась в качестве прототипа для построения большой машины. Первое время буква М в названии означала «модель». Целью проекта была экспериментальная проверка принципов построения универсальных цифровых ЭВМ. Однако после первых успехов было принято решение доделать макет до полноценной машины, способной решать реальные задачи. В 1950 г. Лебедева пригласили в ИТМиВТ, где он возглавил создание БЭСМ-1, совершая регулярные поездки из Киева в Москву и обратно. После сдачи БЭСМ-1 учёный занял пост директора ИТМиВТ, где впоследствии под его руководством было создано множество новых машин, начиная с ламповых и заканчивая компьютерами на интегральных микросхемах.
До недавнего времени МЭСМ считалась первой электронно-вычислительной машиной в СССР и континентальной Европе. Однако сегодня этот приоритет оспаривается. Не исключено, что машина, созданная группой Исаака Семёновича Брука, — М-1 — опередила МЭСМ. Из-за постоянных доработок, вносившихся в конструкции машин, довольно трудно определить, в какой момент каждую из них можно считать полностью функциональной. Например, утверждается, что «первые биты информации М-1 обработала 15 декабря 1950 года, а МЭСМ — на десять дней позже, 25 декабря» [433] .
433
История, которую стоит переписать: где на самом деле сделали первый советский компьютер / Индикатор: интернет-издание // https://indicator.ru/article/2018/04/17/pervyj-sovetskij-kompyuter/
В целом история М-1 не менее увлекательна, чем история МЭСМ. Поскольку работа группы Брука в Энергетическом институте АН СССР носила инициативный характер (официальное постановление Президиума АН СССР о начале разработки машины вышло лишь 22 апреля 1950 г., то есть спустя два года после того, как был разработан первый проект машины), то лаборатория была сильно ограничена в средствах. Однако на складах института хранилось изрядное количество трофейной радиотехники: даже через несколько лет после окончания войны разобрано было далеко не всё. Брук провёл ревизию складов и нашёл миниатюрные купроксные (медно-закисные) выпрямители [434] . Таким образом, М-1 стала первым в мире компьютером, логические схемы которого были собраны на базе полупроводников [435] . В октябре 1951 г. М-1 работала по заданию Мосэнерго, выполняя расчёты для прогнозирования нагрузки на электросеть [436] .
434
Рогачёв Ю. В. (2008). АЦВМ М-1 / Виртуальный компьютерный музей // http://www.computer-museum.ru/histussr/m1_2.htm
435
* Впрочем, считать M-1 в полной мере полупроводниковой ЭВМ неправильно, поскольку в её схеме было также задействовано 730 электровакуумных ламп.
436
История,
Исаак Семёнович Брук был сыном простого служащего табачной фабрики в Минске. Он родился 27 октября (9 ноября) 1902 г., на семь дней позже Сергея Лебедева. Хотя семья была небогата, но родители сделали всё от них зависящее для того, чтобы дети получили хорошее образование. В 1920 г. Исаак окончил реальное училище, а две его сестры — Маша и Мирра — учились в гимназии и музыкальной школе. С ранней юности Исаак интересовался техникой и был частым гостем на электромеханическом заводе «Энергия», где мастера, видя интерес мальчика, часто отдавали ему ненужные детали. Дома он превратил свою комнату в настоящую мастерскую. Мальчик много читал, рисовал, увлекался астрономией. В 1920 г. поступил на всё тот же электротехнический факультет Бауманки, куда годом позже поступит Лебедев [437] . Словом, в судьбах этих двух великих людей можно усмотреть немало совпадений.
437
Дмитриева И. (2002). Эскиз к портрету на фоне ЭВМ. К 100-летию И. С. Брука / itWeek №42 (360) // https://www.itweek.ru/themes/detail.php?ID=63019
Вообще было бы неверным считать, что советская вычислительная техника возникла в 1948 г. как чёртик из табакерки. В 1930-е гг. СССР производил собственные арифмометры и табуляторы. Так же как и на Западе, появлению электронных цифровых машин предшествовал период экспериментов с аналоговой техникой. Вот лишь некоторые важные вехи этого этапа: в 1939 г. Брук создаёт механический интегратор (дифференциальный анализатор), позволяющий решать дифференциальные уравнения до 6-го порядка, в 1947 г. — до 20-го порядка. В 1940-х гг. под руководством Льва Израилевича Гутенмахера начата разработка электромеханического прибора управления артиллерийским зенитным огнём и первых электронных ламповых интеграторов. Эти работы привели к созданию первых электронных аналоговых машин с повторением решения — такие машины способны не просто однократно вычислить значение некоторой функции по входным параметрам (подобно аналоговым вычислительным машинам однократного действия), а производить целые серии вычислений, запоминая результат каждой из них [438] . В 1945 г. Лебедев создал первую электронную аналоговую вычислительную машину для решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений [439] .
438
Коган Б. Я., Казьмин А. И., Назарова В. П., Спиро А. Г. (1967). Гибридные вычислительные системы и основные области их применения. Итоги науки. Теория вероятностей, Математическая статистика, Теория кибернетики. М.: ВИНИТИ // http://mi.mathnet.ru/intv9
439
Федотов А. М. (2013). Компьютер аналоговый / Словарь терминов в коллекции «Современные проблемы информатики» & «Вычислительные системы». Новосибирский государственный университет // http://www.nsc.ru/win/elbib/data/show_page.dhtml?77+87
Исследования Гутенмахера не только оказали влияние на первую машину Лебедева, но также стали отправной точкой для другого интересного проекта. В 1954 г. в лаборатории Гутенмахера была создана машина ЛЭМ-1, логика которой была реализована без применения электронных ламп. Элементной базой новой машины, проект которой был представлен в 1950 г., стали двоичные феррит-диодные ячейки, представляющие собой электромагнитные бесконтактные реле на магнитных усилителях трансформаторного типа. Позже, основываясь на ячейках Гутенмахера, Николай Петрович Брусенцов разработал троичную феррит-диодную ячейку, которая работала в двухбитном троичном коде, то есть один трит записывался в два двоичных разряда. На основе этих ячеек в 1958 г. в Вычислительном центре Московского государственного университета была разработана малая ЭВМ «Сетунь». Минимальной адресуемой единицей главной памяти «Сетуни» был трайт. Один трайт равен 6 тритам (почти 9,51 бита). В «Сетуни-70» трайт интерпретируется как знаковое целое число в диапазоне от –364 до 364. В трайте может содержаться целое число как девятеричных, так и двадцатисемеричных цифр. «Сетунь» стала первой в истории цифровой машиной на базе троичной логики [440] .
440
Брусенцов Н. П. (2008). Из истории создания троичных цифровых машин в МГУ / Виртуальный компьютерный музей // http://www.computer-museum.ru/histussr/setun_hist.htm
С позиции сегодняшнего послезнания многие решения, принимавшиеся создателями вычислительных машин до эры интегральных микросхем, могут показаться наивными или откровенно ошибочными. Такое впечатление складывается в силу того, что в развитии вычислительной техники за последние сто лет произошёл огромный прогресс, что привело к переоценке множества идей, методов и процессов. Сегодня нам кажутся очевидными многие идеи, ещё столетие назад бывшие лишь смутными мечтами людей, которых многие их современники считали чудаками. Урок, преподнесённый человечеству историей вычислительной техники, заключается в том, что даже полукустарные начинания (вспомним хотя бы постройку Цузе его первой машины), с прохладой встречаемые признанными лидерами технологического бизнеса («не подпускайте Атанасова к табулятору»), могут содержать в себе потенциал масштабных изменений, способных радикально изменить «правила игры». Конечно, здесь можно легко стать жертвой «систематической ошибки выжившего», поскольку до нас дошли только «победившие» идеи, а огромное количество «революционных» идей новаторов на деле оказывались полной чепухой, и время экспертов, растраченное попусту на анализ этой чепухи, по всей видимости, огромно (хотя порою даже анализ чепухи приводит к появлению плодотворных идей). Однако истории известны не менее печальные случаи, когда многие идеи оказывались похоронены по причине некачественной экспертизы, ошибок управленцев и финансистов, режима секретности или недостаточного упорства самих изобретателей.