В поисках нефти
Анатолий Алексеевич родился в семье, не имевшей отношения ни к науке, ни к технике. Произошло это судьбоносное для отечественной науки событие 2 декабря 1910 года в селе Башино Тульской губернии, где его отец подвижнически трудился земским врачом.
Закончив в Грозном десятилетку, Анатолий Дородницын с отличием сдал экзамены в Новочеркасский политехнический институт, однако зачислен он туда не был из-за своего непролетарского происхождения.
После череды переездов семья осела на Северном Кавказе.
Дородницын подал документы в Грозненский нефтяной техникум.
Правда, к тому моменту, как он его окончил, техникуму уже был присвоен институтский статус.
Впрочем, на качестве преподавания это не отразилось. В техникуме практиковалась система «коллективного обучения» – учебник выдавался на пятерых студентов, по которому учились все вместе, а экзамен сдавал один студент из каждой пятерки.
Тем не менее Дородницын в 1931 году получил диплом инженера «по эксплуатации нефти».
Его первым местом работы стал Ленинградский нефтяной геологоразведочный институт, а после – Главная геофизическая лаборатория.
Освоение гиперзвука
С этого момента начался его стремительный научный взлет. Освоив в Грозном лишь начала математического анализа, Дородницын по вечерам самостоятельно штудировал математическую литературу, чтобы наверстать упущенное и недополученное в процессе «коллективного обучения». И в 1936 году он успешно поступил в аспирантуру.
В 1939 году Дородницын защитил при Ленинградском университете диссертацию на ученую степень кандидата физико-математических наук по теме «Некоторые задачи обтекания неровностей поверхности земли воздушным потоком». После защиты он был зачислен на должность старшего научного сотрудника в отдел динамической метеорологии Ленинградской обсерватории. По совместительству Дородницын работал старшим инженером в бюро гидроредукторов треста «Орвметалл» и занимал должность доцента кафедры высшей математики Ленинградского горного института.
Не намереваясь останавливаться на достигнутом, Анатолий Алексеевич уже в следующем году поступил в докторантуру к академику Николаю Евграфовичу Кочину, корифею в области динамической метеорологии, который возглавлял отдел в Институте механики АН СССР. Тема «Пограничный слой в сжимаемом газе», которую он избрал для работы над докторской диссертацией, имела значение не только для метеорологии, но и для теории летательных аппаратов, что было крайне актуально для того времени, когда шла подготовка к надвигавшейся войне с гитлеровской Германией.
Поэтому в январе 1941 года, за год до успешной защиты диссертации на соискание степени доктора технических наук, решением правительства по ходатайству руководства Центрального гидродинамического института, заинтересованного в нужном специалисте, молодой ученый был переведен в подмосковный Жуковский – в ЦАГИ на должность старшего инженера.
В ЦАГИ Дородницын в 1942–1944 годах совместно со Львом Герасимовичем Лойцянским проводил крайне актуальные для конструирования современных летательных аппаратов исследования в области аэродинамики самолета на больших дозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Эта работа была отмечена в 1946 году Сталинской премией II степени.
Таким образом, инженер, у которого за плечами было лишь техникумовское образование, всего лишь за 10 лет стал крупным ученым, внесшим значительный вклад в отечественное самолетостроение. А через 15 лет – в 1952 году – стал и организатором, заняв пост заместителя директора ЦАГИ.
В ЦАГИ он еще дважды удостаивался Сталинской премии: в 1947 году за разработку проектов новых крыльев скоростных самолетов и в 1951 году – за исследования в области аэродинамики.
Вклад Дородницына в создание сверхзвуковой авиации и ракетной техники сложно переоценить, он был одним из создателей теории аэродинамики больших скоростей. Его именем названо преобразование, сводящее задачу о пограничном слое в сжимаемом газе к соответствующей задаче для несжимаемой жидкости. Преобразование Дородницына стало основой многих исследований, как в нашей стране, так и за рубежом, на основе которых разработаны эффективные методы расчета трения и теплопередачи в пограничном слое при больших дозвуковых и сверхзвуковых скоростях полета.
Дородницын разработал новый эффективный метод расчета сверхзвукового обтекания тел вращения, основанный на введении канонической системы газодинамических уравнений и применении приближенного характеристического метода их интегрирования. Причем он не остановился на этапе НИР, а довел полученные результаты до состояния руководства для конструкторов.
В конце 1950-х годов, когда бурно развивалась космическая отрасль, Дородницын создал знаменитое 8-е отделение ЦАГИ, которое приступило к практическим исследованиям гиперзвуковой аэродинамики.
Сходимость решает все
В отношении к Дородницыну как нельзя лучше применимо высказывание Достоевского: «Широк русский человек». Его научные интересы по мере реализации его таланта постоянно расширялись. Параллельно с решением актуальных задач в ЦАГИ Анатолий Алексеевич с 1945 года работал в Математическом институте имени В. А. Стеклова АН СССР – вначале в должности старшего научного сотрудника, а в 1951 году он стал заведующим сектора Отдела прикладной математики.
В математике его научный вклад тоже был значительным. Уже в 1947 году Дородницын в полной мере заявил о себе как о крупном специалисте, способном предлагать новые методы решения дифференциальных уравнений. Им был предложен эффективный аппарат асимптотических решений уравнений, описывающих колебательные процессы.
А в 1952 году вышла фундаментальная работа Дородницына «Асимптотические законы распределения собственных значений для некоторых особых видов дифференциальных уравнений второго порядка». Важность этой работы состоит в том, что автор предложил эффективный метод, основанный на введении эталонного уравнения, которое проще исходного, но сохраняет все особенности исходного. Асимптотика решения исходного уравнения выражается через решение эталонного. Этот метод, в свое время отмеченный ведущими зарубежными специалистами как прорыв, совершенный советскими математиками, и сейчас широко используется при решении задач в различных областях прикладной науки.
Анатолий Алексеевич, работая сразу в нескольких областях науки и техники, еще и читал лекции в разные годы в аспирантуре ЦАГИ, в МАИ и в МФТИ. Наибольший педагогический вклад он внес в подготовку специалистов в Физтехе, где возглавлял кафедры аэродинамики (1953–1964 гг.), газовой динамики (1964–1967 гг.), прикладной математики (1967–1971 гг.) и математической физики (1971–1994 гг.).
Поэтому график у него был предельно жестким, требовавшим полной самоотдачи. «Папа работал беспрерывно, – вспоминает дочь академика Оксана Анатольевна Дородницына о послевоенном периоде жизни в подмосковном Жуковском. – Раньше десяти вечера он домой не приходил. Моим самым любимым днем был четверг, потому что у папы был библиотечный день. Мама в этот день уезжала в Москву за продуктами, и папа за мной присматривал. Я была очень счастлива по четвергам. Но, конечно, папа работал и в этот день – сидел за столом и что-то писал. И мама строго наказывала мне не шуметь, не мешать отцу работать».
По сути, это была «деревенская жизнь», поскольку сотрудники ЦАГИ компактно проживали в четырех 4-этажных домах, размещенных бок о бок. Ситуация не слишком изменилась и тогда, когда Дородницын переехал в Москву: отсек высотки на площади Восстания занимали цаговцы и сотрудники авиационных НИИ и предприятий.
Говоря о широте научной ориентации Дородницына, стоит отметить, что он приложил немало сил и для развития гидродинамики. Неслучайно в 1953 году он был избран академиком, минуя статус членкора, именно по этому «ведомству». Его вкладом в эту прикладную дисциплину, которая сейчас необычайно широко и эффективно применяется в такой «государствообразующей» отрасли, как нефтедобыча, стали работы по численному решению задач о движении вязкой несжимаемой жидкости, которые описываются полными уравнениями Навье-Стокса и не могут быть решены в рамках концепции пограничного слоя. Анатолий Алексеевич разработал несколько перспективных, основанных на расщеплении граничных условий итерационных методов решения таких задач, которые легли в основу современной теории нефтегазоразведки.
Все более расширяющийся круг научных интересов вполне естественным образом вывел Дородницына на проблемы, связанные с числовыми методами решений дифференциальных уравнений. И произошло это, когда стало понятно, что в скором времени должны появиться цифровые ЭВМ. Его первым вкладом в вычислительную математику стал метод интегральных соотношений, предложенный им для численного решения краевых задач для нелинейных уравнений с частными производными.
Его сущность заключается в следующем. Исходная система уравнений с частными производными записывается, если возможно, в дивергентной форме, а область интегрирования разрезается на некоторое число полос, границы которых зависят от формы области. В результате интегрирования исходной системы уравнений поперек полос составляются интегральные соотношения. Представление подынтегральных функций в них интерполяционными выражениями с узлами на границах полос позволяет исключить одну независимую переменную и получить в двумерном случае аппроксимирующую систему обыкновенных дифференциальных уравнений, к которой присоединяются граничные условия. Метод оказался пригодным для уравнений различных типов, в том числе уравнений смешанного типа, причем как для областей с заданной границей, так и для областей, часть границы которых заранее неизвестна, и дал поразительные по быстроте сходимости результаты.
Компьютерный полигон
Когда в 1955 году был создан Вычислительный центр АН СССР, то его директором стал Дородницын. Он как нельзя лучше удовлетворял требованиям, предъявляемым к руководителю этого центра, поскольку руководить им должен был не тот, кто в мельчайших деталях разбирается в том, как устроена ЭВМ, а тот, кто понимает, для чего она нужна и как ее следует использовать с максимальной эффективностью.
В этом назначении сыграло роль и еще одно обстоятельство. Поскольку внедрение вычислительной техники было делом новым, можно сказать, революционным, то и возглавить его должен был человек «свежий», незашоренный и способный к генерированию новых идей. А Анатолий Алексеевич был самым молодым академиком – в ту пору ему было
45 лет.
Первой машиной, которая была установлена в новом здании на ул. Вавилова, стала «Стрела-3», разработанная в СКБ-245 под руководством Юрия Яковлевича Базилевского. На тот момент это была самая современная ЭВМ – правительство страны для развития прикладной науки, способствовавшей укреплению ракетно-космической отрасли, не жалело ни средств, ни ресурсов.
Дородницын формировал штат института из числа молодых талантливых ученых, недавних выпускников трех вузов – МФТИ, МЭИ и МГУ. Из «первого призыва» в скором времени выросли такие крупные ученые, как О. М. Белоцерковский, В. М. Курочкин, А. А. Абрамов, Ю. Д. Шмыглевский. При этом Анатолий Алексеевич наряду с перспективной молодежью собрал в стенах ВЦ и уже состоявшихся ученых, таких как Н. Н. Моисеев, А. А. Марков, Г. С. Поспелов, Д. А. Поспелов, создав тем самым творческую атмосферу, в которой дерзновенность молодости и выверенность опыта взаимодополняли друг друга.
Вскоре машинный парк был расширен за счет БЭСМ-2, разработанной в ИТМ и ВТ АН СССР под руководством компьютерного корифея – академика Сергея Алексеевича Лебедева. С этого момента между двумя институтами и двумя академиками, их возглавлявшими, установилось долгосрочное творческое сотрудничество. Дородницын сразу же сделал главный упор именно на ЭВМ серии БЭСМ, понимая, что «Стрела», выпуск которой был слишком дорогим и низкотехнологичным, вскоре будет снята с производства.
На этапе становления Центра в машинном зале была установлена еще одна ЭВМ – «Урал-2», имевшая среднюю по тем временам производительность в 5 тысяч оп./с. Она использовалась исключительно в учебных целях. А основные работы по решению насущных научно-технических задач проводились на БЭСМ-2 и «Стреле-3».
ВЦ под руководством Дородницына был не только институтом, в котором разрабатывались и обкатывались перспективные математические идеи, воплощаемые в вычислительные алгоритмы, где подготавливались кадры и стажировались специалисты из различных организаций, но и полигоном для отладки новейшей вычислительной техники.
На замену «Стрелы» ИТМ и ВТ должен был поставить новую машину М-20, которая в момент запуска ее в серию была самой быстродействующей ЭВМ в Европе. Однако Дородницын, дабы не терять даром времени, силами ВЦ решил модернизировать «Стрелу» с целью не только повышения ее быстродействия, но и улучшения эксплуатационных и надежностных характеристик. В результате были существенно изменены арифметическое устройство, устройство управления, а оперативная память на ферритовых сердечниках объемом 4К слов была перестроена по новому принципу – «Z-выборки». В результате ЭВМ «Стрела-М», изготовленная в единственном экземпляре на Ульяновском заводе им. Володарского, стала развивать скорость в 20 тысяч оп./с и эксплуатировалась почти 10 лет.
Машинный парк ВЦ постепенно увеличивался – как по своей суммарной мощности, так и по количеству новых ЭВМ. Вслед за М-20 появилась транзисторная БЭСМ-3М, а затем и БЭСМ-4, главным достоинством которой была возможность работать с удаленными объектами по телефонным и телеграфным каналам.
А в середине 1960-х годов ВЦ стал площадкой для отладки первого не только советского, но и мирового суперкомпьютера БЭСМ-6 с быстродействием 1 миллион оп./с. Эта работа была не только чрезвычайно ответственной, но и интересной в творческом отношении. В ней наряду со специалистами ИТМ и ВТ принимали участие и сотрудники Центра. И прежде всего – в отладке математического обеспечения: операционной системы ОС Д-68, компиляторов языков высокого уровня, библиотек прикладных программ. Это была пионерная работа: в отечественном компьютеростроении ЭВМ была впервые оснащена мощным программным обеспечением, а понятия «операционная система» прежде не существовало.
На мировой арене
Анатолий Алексеевич находился на посту директора ВЦ АН СССР до 1989 года. А затем – до своей кончины в 1994 году – был почетным директором. Параллельно с оперативным и научным руководством Центром он активно занимался разнообразной организационной и общественной деятельностью в области математики и вычислительной техники и вне стен института.
В разные годы он был:
• представителем АН СССР в Комиссии многостороннего сотрудничества социалистических стран по научным вопросам вычислительной техники;
• председателем комиссии по вычислительной технике АН СССР;
• председателем Межведомственной научно-технической комиссии по математическому обеспечению электронных вычислительных машин;
• членом Бюро Национального комитета советских математиков АН СССР;
• членом Научно-методического совета по прикладной математике Министерства высшего и среднего специального образования СССР;
• председателем Научного совета по вычислительной технике и системам управления Государственного комитета по науке и технике при Совете Министров СССР (ГКНТ) и Президиума АН СССР.
Дородницын пользовался непререкаемым авторитетом не только в советских, но и в мировых научных кругах. Он был одним из инициаторов создания Международной федерации по обработке информации (International Federation for Information Processing – IFIP), образованной в 1960 году под эгидой ЮНЕСКО, в которую вошли 55 стран мира, а в 1968–1971 годах занимал пост президента IFIP.
Анатолий Алексеевич, получив международное признание за работы в области численных методов, а впоследствии проявив себя и как крупнейший специалист в вычислительной технике, находясь в зарубежных командировках, подчас испытывал к себе особый интерес.
«Однажды в США, – вспоминает дочь академика, – от отца буквально ни на шаг не отходила сотрудница одной из американских компаний. И постоянно, все более активно и навязчиво говорила о том, какая прекрасная страна Америка. И как замечательно было бы в ней жить и работать человеку с таким опытом и таким научным даром, как у академика Дородницына. И рассказывала, каким потенциалом он мог бы располагать, какие мощные лаборатории распахнули бы перед ним свои двери. Отец на эти разговоры никак не реагировал, и через некоторое время эта особа оставила его в покое.
Несомненно, эти атаки не остались незамеченными для сопровождавшего делегацию «сотрудника в штатском». Но КГБ относился к отцу с полным доверием, поэтому с ним даже не было разговора на эту щекотливую тему».
До поступления в аспирантуру Анатолий Алексеевич со значительным скепсисом, присущим большинству думающих молодых людей, относился к «достоинствам» советского способа управления страной. Об этом он яростно спорил со своим отцом, который, по утверждению О. А. Дородницыной, придерживался противоположных взглядов, считая Сталина идеальным руководителем страны.
При этом Дородницыну удавалось дистанцироваться от КПСС, что при его должностях и регалиях было непросто. «Отец, будучи директором академического института, не был членом партии, – вспоминает дочь академика. – Это удивительно, но факт. В 1949 году, когда в Кремле было принято решение увеличить приток в ВКП(б) людей образованных, отцу предложили написать заявление. Но он ответил, что считает себя пока еще не готовым и недостойным для вступления, как тогда говорили, «в передовой отряд рабочего класса». И от него отстали. Так он и прожил всю жизнь беспартийным».
Дородницын, обладая сильной волей и независимостью характера, не считал необходимым скрывать от окружающих свои политические взгляды. И при его авторитете и незаменимости на ключевых постах академической науки риск навлечь на себя репрессивный гнев «товарищей из органов» был невелик. Более того, он порой встречал у них «понимание». Однажды в 1970-е годы его пригласили на Лубянку, где куратор академии прямо-таки задушевно попросил Анатолия Алексеевича не рассказывать антисоветские анекдоты при одном из сотрудников ВЦ. Поскольку тот регулярно сигнализирует «о недостойном поведении академика», а они обязаны как-то реагировать на эту стукаческую информацию.
В заключение необходимо отметить, что рассказать в объемах одной статьи обо всех направлениях научной деятельности Анатолия Алексеевича, обо всех его достижениях и высоких наградах не представляется возможным. Поскольку, по определению Достоевского, «широк русский человек», а Дородницын – в особенности. Или же, как сказал последний президент АН СССР Гурий Иванович Марчук, «Дородницын – это глыба».
