Як народжувався перший комп’ютер
Мало хто знає, що перший в континентальній Європі комп’ютер був створений в Україні понад 60 років тому в 1951 році. Перша ЕОМ називалася Малою електронною лічильною машиною – «МЭСМ». Незважаючи на скромне слово «Мала», вона налічувала 6000 електронних ламп і ледь вмістилася в лівому крилі будівлі гуртожитку колишнього монастирського селища Феофанія в 10 км від Києва. Машина була створена в лабораторії обчислювальної техніки Інституту електротехніки АН УРСР під керівництвом академіка Сергія Олексійовича Лебедєва.
Біографії:
Почалося все у далекі 30-ті роки ХХ століття. Тоді молодий ще вчений Сергій Лебедєв займався дослідженнями зі стійкості енергосистем у Всесоюзному електротехнічному інституті в Москві. Йому доводилося виконувати численні розрахунки, і Лебедєв починає шукати способи автоматизувати і прискорити процес обчислень. Так у вченого народжуються перші конкретні думки про створення нової машини, яка могла б автоматично виконувати складні розрахунки. Але Велика Вітчизняна Війна змушує відкласти задуману роботу. Тим не менш, аж до евакуації з Москви Лебедєв продовжував думати над тим, як реалізувати свої ідеї. Так, дружина вченого Аліса Григорівна Лебедєва, згадує, як у перші місяці війни вечорами, коли Москва занурювалася в темряву, чоловік йшов у ванну кімнату і там при світлі газового пальника писав незрозумілі їй одиниці й нулі, намагаючись, як потім виявилося, освоїти двійкову систему запису чисел.
На початку осені 1941 року сім’ю С.О.Лебедєва евакуюють у Свердловськ, де Сергій Олексійович займається важливими для фронту розробками: в короткі терміни створює систему стабілізації для наведення танкової гармати, а потім – для самонавідної торпеди, використовуючи аналогові елементи.
У 1944 році Лебедєв повертається до Москви, а потім приїжджає до Києва і стає директором Інституту електротехніки АН УРСР. У 1945 р. С.О.Лебедєв був обраний академіком і призначений директором Інституту енергетики. Через півроку інститут розділили на дві частини – Інститут електротехніки та Інститут теплотехніки. С.О.Лебедєв став директором Інституту електротехніки.
У той час пріоритетними напрямками в науці вважалися ракетна техніка, атомна енергетика, дослідження космосу. Але Лебедєв залишається вірним своєму довоєнному задуму – створити цифрову електронну обчислювальну машину.
Інституту електротехніки виділяють напівзруйновану будівлю монастирського готелю в передмісті Києва – Феофанії. До війни в цій будівлі розміщувався філіал Київської психіатричної лікарні. Німецькі окупанти, вступивши до Феофанії, перестріляли хворих і зайняли будівлю під госпіталь. Під час обстрілів при звільненні Києва будинок було значно пошкоджено. У такому вигляді він й надійшов в розпорядження Академії наук УРСР в 1948 р. і був переданий Інституту електротехніки АН УРСР для розміщення лабораторії директора інституту С.О. Лебедєва.
Будівлю було відремонтовано. На першому поверсі почалися роботи з проектування тоді секретної електронної лічильної машини. Найбільша кімната відводилася для майбутнього дітища С.О. Лебедєва. З’явилися механічні майстерні, в підвалі – джерела електроживлення для машини.
Якщо згадати короткий часовий проміжок, за який була спроектована, змонтована і налагоджена «МЭСМ» – три роки, і врахувати, що в розробці і створенні «МЭСМ» брали участь 12 інженерів (разом з С.О. Лебедєвим), яким допомагали 15 техніків та монтажниць (в створенні першої американської ЕОМ «ENIAC» – 13 основних виконавців, 200 техніків і велика кількість робітників), то стає зрозумілим, що С.О. Лебедєв та очолюваний ним колектив здійснив, здавалося б, неможливе.
Першим заступником Лебедєва по лабораторiї був Л.Н.Дашевський, талановитий організатор активно брав участь в розробці машини.
Основні роботи з налагодження машини проводили інженери С.Б.Погребинський – учасник війни, демобілізований через важке поранення, який щойно закінчив Політехнічний інститут; Г.Л.Гладиш, яка закінчила Київський інститут кінотехніки за фахом звукотехніка, що не завадило їй дуже швидко освоїтися з електронними схемами «МЭСМ» і стати одним з основних налагоджувачів машини «МЭСМ»; Л.М.Абалишнiкова – інженер-акустик, в процесі роботи над «МЭСМ» стала кваліфікованим фахівцем; З.С.Зорiна-Рапота, яка також закінчила інститут за фахом звукотехніка, і придбала під час роботи над «МЭСМ» кваліфікацію досвідченого налагоджувача і фахівця з ЕОМ. Монтаж пристроїв та машини проводився під керівництвом техніка А.Г.Семеновського, який з перших же днів роботи прекрасно освоївся з абсолютно новою для нього справою. Йому допомагали технік Ю.С.Мазира – балагур і душа всього колективу; С.Б.Розенцвайг – технік-монтажник найвищої кваліфікації. Пристроєм керування «МЭСМ» займалася К.О.Шкабара, а пристроєм введення – аспірант З.Л.Рабiнович. У налагодженні й запуску «МЭСМ» також брали участь молоді співробітники й аспіранти лабораторії, для яких ця робота стала не тільки «путівкою в життя», але й одним з найщасливіших спогадів юності.
Машина займала найбільшу кімнату площею 60 м2 у лівому крилі лабораторії в Феофанії і працювала з небувалою на ті часи швидкістю – 3 тисячі операцій за хвилину (для порівняння, сучасні комп’ютери виконують мільйони операцій за секунду) і могла виконувати операції віднімання, додавання, множення, ділення, зсуву, порівняння з урахуванням знака, порівняння за абсолютною величиною, передачі керування, передачі чисел з магнітного барабану, складання команд. У машині були використані електронні лампи (6000 штук!) загальною потужністю споживання в 25 кВт. Перший запуск «МЭСМ» запам’ятався саме «ламповою проблемою»: при включенні машини 6000 ламп, що запрацювали одночасно, перетворили приміщення в тропіки. Технікам довелося терміново розбирати стелю, щоб відвести з кімнати хоча б частину тепла.
За спогадами співробітників лабораторії Лебедєва, рішення першої задачі на «МЭСМ» було пов’язане з унікальним випадком. Два відомих київських математика С.Г. Крейн і С.О. Авраменко склали для «МЭСМ» тестову задачу з області балістики і самі прорахували її. Під час рішення задачі на машині виявилось, що отриманий результат не збігається з результатом, який отримали математиками. Вони вирішили, що в «МЭСМ» стався збій, оскільки обидва вчені проводили розрахунки незалежно один від одного і вважали, що вони не могли зробити одну і ту ж помилку в одному і тому ж місці. Тоді Лебедєв сам став перевіряти обчислення вручну. Розрахунки тривали цілий день, а на наступний він з’явився усміхнений, що бувало дуже рідко. Окуляри вченого виражали вірну ознаку удачі – були зміщені на чоло, згадують колеги. «Не знущайтесь над машиною – вона права. Неправі люди!», – заявив Лебедєв. Виявилося, що обидва математика таки помилилися в одному і тому ж місці. Машина виявилася «розумнішою» за людину!
В кінці 1951 р. в Феофанію з Москви приїхала комісія АН СРСР для прийому машини в експлуатацію. Три дні «МЭСМ» «здавала іспити». Академіки з кам’яними обличчями проходили з приміщення «МЭСМ», де вони задавали їй різні «каверзні задачки», в кабінет Лебедєва і там довго радилися. Нарешті тестування були закінчені і комісія вирішила прийняти машину з 25 грудня 1951 р. в регулярну експлуатацію.
У 1952 році «МЭСМ» була практично єдиною в країні ЕОМ, на якій вирішувалися різноманітні науково-технічні завдання з області термоядерних процесів, космічних польотів і ракетної техніки, ліній електропередач, механіки, статистичного контролю якості. Однією з найважливіших задач, яка була вирішена на «МЭСМ» в цей період, були розрахунки стійкості паралельної роботи агрегатів Куйбишевської гідроелектростанції, які визначаються системою нелінійних диференціальних рівнянь другого порядку. Потрібно було визначити умови, за яких максимально можлива потужність може передаватися в Москву без порушення стійкості системи. Крім того, у зв’язку з швидким розвитком реактивної та ракетної техніки задачі зовнішньої балістики виникали як гриби після дощу. Це були задачі різної складності, починаючи від відносно простих багатоваріантних розрахунків траєкторій, що проходять в межах земної атмосфери при незначному перепаді висот, до дуже складних, пов’язаних з польотом об’єктів за межами земної атмосфери. Але навіть найпростіші балістичні розрахунки ускладнювалися вимогами підвищеної точності результатів. «МЭСМ» використовували в багатьох наукових дослідженнях аж до 1957 року, потім машину розібрали на частини, які передали в Політехнічний інститут у Києві для проведення лабораторних робіт.
Одночасно з роботою наукової лабораторії Лебедєва над розробкою обчислювальних машин працювали (і теж на умовах секретності) вчені з США, Англії та інших країн. У США – Джон фон Нейман, який першим виклав основні принципи побудови ЕОМ в закритому звіті. Він плідно співпрацював з творцями першого американського комп’ютера ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) Джоном Мочлі та Преспером Еккертом. В Англії в той час активно працювали геніальний математик Алан Т’юрінг, який зумів довести можливість обчислення суто механічним шляхом будь-якого алгоритму, який має рішення. Вчені університету в Манчестері Фредерік Вільямс і Том Кілбурн в 1948 році створили примітивний комп’ютер під назвою Baby, з метою довести можливість зберігати програми в оперативній пам’яті. Через рік Моріс Уілкс створив перший в світі комп’ютер з збереженою у пам’яті програмою EDSAC (Electronic Delay Storage Automatic Computer), який відрізнявся від створеної трохи пізніше Лебедєвим «МЭСМ» тим, що в ньому було використано арифметичний пристрій послідовної дії, а в «МЭСМ» – більш прогресивний паралельної дії. Саме ця видатна «вісімка» вчених визначила подальший напрямок розвитку комп’ютерної техніки у всьому світі.
Академік С.О. Лебедєв, переїхав до Москви і став директором Інституту точної механіки та обчислювальної техніки АН СРСР. За наступні 20 років під його керівництвом було створено 18 суперкомп’ютерів. Як основоположник вітчизняної обчислювальної техніки він зайняв гідне місце в зоряній плеяді комп’ютерних піонерів світу.
Вчені дізналися, як на Землі з’явився кисень
Протягом чотирьох з половиною мільярдів років планета Земля була неплідною і негостинною. Лише коли тут з’явилася киснева ковдра, багатоклітинне життя справді могло зародитися. Але вчені все ще намагаються зрозуміти, як саме і чому наша планета отримала цю чудово кисневу атмосферу.
Щоб до кінця зрозуміти, як на Землі з’явилося життя і умови для виникнення людства, а саме, кисень, вченим довелося досліджувати і аналізувати стародавні породи землі нашої планети.
Вчені з Чиказького і Каліфорнійського університетів захотіли з’ясувати, звідки Земля отримала кисень. Тому вони вирішили проаналізувати породи планети віком від 2,6 до 2,3 мільярда років в Австралії та Південній Африці, щоб з’ясувати як загальна атмосфера змінювала склад і стан ґрунту.
Проведені раніше аналізи показували, що Земля збагатилася киснем майже два з половиною мільярди років тому. Але це не зовсім точний показник, так як і до цього часу на Землі виникали нехай і невеликі, але помітні кисневі сплески.
Існувала теорія, що залізо, яке у великих кількостях було у древніх водах, перешкоджало утворенню кисню в Земній атмосфері. Але, з’ясувалося, що це не так, а навіть навпаки.
Коли залізо контактує з сіркою вулкану, вони разом утворюють пірит (мінерал, схожий на золото, але не такий цінний). А в процесі цієї реакції відбувається і виділення кисню. Вчені відзначають, що його обсяги могли бути досить великі.
Подібні дослідження, що проводяться по всьому світу, допоможуть краще вивчити Землю і появу життя на ній.
Орест ГОРЯНСЬКИЙ
для «Урядового кур’єра»