Товарищ президент

Легендарного математика, президента АН СССР Мстислава Всеволодовича Келдыша вспоминают в числе трех «К», создавших ракетно-ядерный щит СССР

Мстислав Всеволодович Келдыш никогда не скрывал своего дворянского происхождения, которым явно гордился: его отец был профессором, генерал-майором инженерно-технической службы. «Отец наш был одним из пионеров применения железобетона в отечественном строительстве, — вспоминал старший брат Мстислава Юрий. — Я помню, как к своему 70-летию он получил от кого-то поздравительную телеграмму, адресованную "отцу русского железобетона". Конечно, он не единственный, но, насколько я помню, он в Рижском политехническом институте читал первый в России специальный курс по железобетону». Всеволод Михайлович Келдыш был причастен почти ко всем крупным строительствам 20–30-х годов в СССР: например, выступал экспертом на обсуждении плана строительства первой очереди Московского метрополитена, консультировал возведение Днепрогэса.

Мстислав родился в 1911 году в Риге, а через четыре года его семья покинула прифронтовую зону и перебралась в Москву. Учился он сперва в Иваново-Вознесенске, где его отец преподавал в политехническом институте, а потом в столице, в школе со строительным уклоном. Практику проходил серьезную — летом трудился разнорабочим на постройке домов. Профессия инженера-строителя привлекала его, и от того, чтобы посвятить жизнь возведению заводов и фабрик, его спасла случайность — в строительный институт, где преподавал отец, его не приняли из-за возраста: ему еще не исполнилось 18. По совету старшей сестры Людмилы, которая окончила физмат МГУ, он поступает на тот же факультет. Его профессор, знаменитый создатель московской математической школы Николай Лузин, корил Келдыша за чрезвычайное увлечение прикладными задачами. Университет Слава окончил рано — в 20 лет. Еще на пятом курсе юноша начал преподавательскую карьеру — читал математику в Государственном электромашиностроительном институте.

Унять дрожь

После университета Келдыш был принят на работу в ЦАГИ — колыбель отечественного авиастроения. Здесь он стал активным участником научного семинара, который вел выдающийся механик Сергей Чаплыгин. Работу в ЦАГИ Мстислав совмещал с учебой в аспирантуре (а позднее — и в докторантуре) Математического института им. В.А. Стеклова (МИАН), где занимался механикой и аэрогазодинамикой летательных аппаратов.

Решение Келдышем ряда сложных задач авиационной техники сыграло значимую роль в создании воздушного превосходства СССР в период Великой Отечественной войны. Например, Келдыш нашел решение проблемы флаттера, которая, казалось бы, поставила непреодолимое препятствие на пути развития скоростной авиации. Флаттер (от английского flatter — тряска) — это необъяснимые вибрации, которые приводили к тому, что самолеты того времени разваливались прямо в воздухе. Флаттер возникал на скорости 200–300 км/ч, его жертвами стали десятки летчиков-испытателей. Те из них, кому удалось уцелеть, рассказывали, что машину внезапно охватывала бешеная дрожь, буквально разрывавшая аппарат на части. Причины флаттера исследователи поначалу пытались связать с явлением резонанса, но это направление не принесло никаких плодов. Наконец, было выяснено, что флаттер порождается взаимодействием в конструкции самолета упругих, инерционных и аэродинамических сил — действуя на разные узлы конструкции, воздушный поток, сила сопротивления материалов самого самолета, а также сила инерции, создаваемая массой отдельных деталей самолета, приводят к тому, что части конструкции самолета получают значительный импульс по непредусмотренным векторам и начинают быстро разрушать летательный аппарат. Несмотря на то что теоретически явление флаттера стало понятным, решить проблему не получалось — напомним, что в распоряжении инженеров и математиков того времени не было компьютерных моделей, которые могли бы подсказать, как сконструировать устойчивый к нему скоростной самолет.

Келдыш сумел применить к проблеме модель резонанса, от которой исследователи уже было отказались: он доказал, что флаттер аналогичен эффекту резонанса, наблюдаемому при колебаниях упругой пружины с прикрепленной массой и определенным коэффициентом упругости. Предоставленная самой себе, такая упругая система будет совершать гармонические колебания с некоей частотой. А если к массе будет приложена внешняя сила, гармонически меняющаяся со временем с определенной частотой (в явлении флаттера роль такой силы играл воздушный поток), будет наблюдаться резкое увеличение амплитуды колебаний. Чтобы избежать резонанса при движении крыла в воздушном потоке, Келдыш предложил перераспределить массы вдоль крыла и так расположить упругие элементы, чтобы избежать совпадения собственных частот колебаний крыла с частотами воздействующих на него внешних сил. Так Келдышу удалось решить самую важную проблему авиации 30-х годов.

 В 1941 году математик занял должность начальника отдела динамической прочности ЦАГИ, а в июне 1944 года стал заведующим отдела механики Математического института Академии наук. Другой важной проблемой авиастроения, которую Келдышу удалось решить уже в годы войны, было устранение так называемого шимми: самолеты того времени начали использовать трехопорную схему шасси с передним колесом. При достижении определенной скорости передняя стойка шасси начинала сотрясаться от колебаний, которые приводили к ее поломке. Келдыш просчитал схему конструкции шасси, при которой шимми устранялся.

В послевоенное десятилетие Келдыш читал лекции на механико-математическом и физико-техническом факультетах МГУ, где заведовал кафедрой термодинамики. «Он вошел в аудиторию на первую лекцию своей частой походкой, несколько наклонясь вперед всем корпусом. Черные глаза, густые черные брови, седеющая шевелюра того благородного оттенка, который называют "стальным", — и, в тон всему облику, костюм из материала с серебристой искрой, ладно охватывающий его стройную фигуру, — вот наши впечатления — впечатления "первого взгляда" на нового лектора. Женская половина курса тихо ахнула. Да и мужская половина, я полагаю, равнодушной не осталась. Приятно посмотреть на человека, во всем изящного!» — вспоминает один из студентов Келдыша.

От бомбы до ЭВМ

В 1946 году Мстислав Всеволодович распростился с ЦАГИ — передним краем оборонных технологий после войны стали ракеты, а не самолеты, и он получил назначение на должность начальника Реактивного научно-исследовательского института (НИИ-1). В 1942 году, когда начал создаваться атомный проект, Курчатов, Харитон и Зельдович спросили совета у академика Ивана Виноградова, кого бы из математиков привлечь к этому проекту. «Возьмите Келдыша, не просчитаетесь», — ответил тот, заранее предупредив, что авиационная промышленность Келдыша так просто не отдаст. Физики написали письмо Берии, в котором просили привлечь Келдыша к работе над атомной бомбой, однако министр авиационной промышленности СССР Михаил Хруничев действительно не захотел терять талантливого специалиста. Стороны начали переписку через Берию, чем немало удивили видавшего виды аппаратчика. В конце концов было достигнуто компромиссное решение — Келдыш занимался термоядерным проектом несколько раз в месяц.

Когда в 1952 году США испытали свою первую термоядерную бомбу, в СССР спешно была создана рабочая группа по разработке собственной бомбы этого типа. Поскольку область была новой, залогом успешности испытаний служила расчетная проверка физико-математических моделей. Именно здесь коллектив Мcтислава Всеволодовича сыграл решающую роль — причем во многом благодаря личному участию ученого в разработке новых вычислительных методов и алгоритмов, которые в течение дальнейших десятилетий использовались для решения задач математической физики. За участие в расчетах по созданию первой советской водородной бомбы Келдыш был удостоен звания Героя Социалистического Труда. В 1953 году он стал еще и директором Института прикладной математики Академии наук — должность, которую он занимал до 1978 года. В 1954 году Мстислав Всеволодович был назначен научным руководителем работ по созданию межконтинентальной крылатой ракеты «Буря». Ракета была успешно испытана в 1960 году, продемонстрировав лучшие характеристики, чем американский аналог — крылатая ракета «Навахо». Так вместе с Королевым и Курчатовым Келдыш вошел в число трех «К», построивших ракетно-ядерный щит над СССР.

В 1954 году Келдыш, Королев и Тихонравов направили в правительство письмо с предложением о создании первого искусственного спутника Земли. Келдыш занимался расчетами траектории вывода спутника на орбиту. Вывод спутника открыл новую эпоху в деятельности МИАН: под руководством Келдыша здесь развернулись работы по слежению за спутником и прогнозированию его траектории, по баллистическому проектированию межпланетных полетов космических аппаратов с минимальными затратами энергии. Эти расчеты позволили советским автоматам выйти на орбиту Луны, а в дальнейшем — на орбиты ближайших планет Солнечной системы, открыв эру изучения космоса. За подготовку полета Гагарина в космос Келдыш был вторично удостоен звания Героя Социалистического Труда.

 Наш современник редко вспоминает о том, что компьютеры были побочным продуктом гонки вооружений: мощный импульс развитию ЭВМ как в СССР, так и в США дала ракетно-космическая отрасль. Чтобы просчитывать траектории ракет и спутников, требовались устройства, которые могли бы проводить вычисления быстрее, чем любой коллектив математиков. Разумеется, Келдыш сам не занимался конструированием ЭВМ, но выступал заказчиком этой техники, определяя, какими качествами она должна обладать. Качество ламповых ЭВМ того времени, правда, оставляло желать лучшего. Сотрудники МИАН вспоминали, что Келдыш, приезжая на работу ровно в 9:00, первым делом шел в машинный зал, где стояла самая мощная советская ЭВМ — «Стрела», и если вычислительная машина была исправна, становился весел и благодарил дежурных инженеров. А вот если она снова не работала, то молча обходил машинный зал и, убедившись, что все заняты делом, уходил: его молчаливый упрек действовал на инженеров сильнее, чем любые выговоры. Советских чиновников, приезжавших в МИАН, он обязательно водил в тот же зал и призывал не жалеть государственных средств на создание таких машин. В 1957 году Келдыш участвовал в комиссии, созданной для изучения причин отставания СССР от западных стран в области вычислительной техники.

В 1961 году Келдыш был избран президентом Академии наук. Под его руководством она вступила в один из лучших периодов своей истории: превратилась в «штаб советской науки» не только на страницах агиток чиновников, но и в действительности. Келдышу принадлежит центральная роль в реабилитации таких научных дисциплин, как генетика и кибернетика, ликвидация в советской науке лженаучных доктрин вроде лысенковщины, создание условий для развития новых разделов науки — таких, как молекулярная биология и квантовая электроника.

Несмотря на огромный вклад в развитие советской вычислительной техники, который внес Мстислав Всеволодович, современные историки науки часто связывают с его именем принятое в 1966 году историческое решение о копировании серии IBM-360 — решение, которое, как считается, завело отечественную информатику в тупик, поставило в вечную позицию «догоняющего» по отношению к западной. Решение привело к грандиозному переориентированию под «клоны» IBM-360 НИИ и заводов, закрытию из-за недостатка финансирования других направлений развития вычислительной техники.

Из-за тяжелой болезни Мстислав Всеволодович вынужден был покинуть пост президента АН: он сделал это в 1975 году, накануне празднования 250-летия академии. Легендарный ученый скончался 24 июня 1978 года. Лучшей эпитафией Келдышу могут служить его собственные строки: «Думаю, вообще очень немногое может быть сравнимо с тем чувством, которое овладевает человеком, когда он сделал научное открытие. Он узнал новое, еще совершенно неизвестное, своим открытием принес пользу людям. Именно это, видимо, и дает то наивысшее удовлетворение, какое только возможно для ученого… Это напоминает мне Грига. Он шел полем и услышал, как простая деревенская девушка поет песню на его мелодию. И он понял, что его музыка стала частью ее души... Его творение вошло в народную душу... Вот такая же радость овладевает и исследователем, когда он видит, что его открытие преобразует жизнь».

Источник: rusplt.ru

Комментарии: