Varför skapade Lukyanov i Sovjetunionen en hydraulisk integrator på vatten?

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Det har länge varit känt att sovjetisk vetenskap var full av inte bara smarta människor, utan också kreativa människor. Denna trend har inte skonat utvecklarna inom området informations- och datorteknik. Naturligtvis finns det inget ovanligt i det faktum att det var i Sovjetunionen som världens första enhet uppfanns som löste partiella differentialekvationer. En annan sak är slående i denna upptäckt: alla beräkningsoperationer i denna maskin utfördes … av vatten.

Historien om en sådan imponerande uppfinning går tillbaka till det avlägsna 1920-talet, när en ung specialist, en examen från fakulteten för civilingenjör Vladimir Lukyanov, skickades till ett storskaligt byggprojekt - byggandet av Troitsk-Orsk och Kartaly- Magnitnaya järnvägsspår (idag - Magnitogorsk). Där stod han inför problemet med en långsam och otillräcklig kvalitet på arbetet: byggarna fick bara spadar, hackor och skottkärror som verktyg, det vill säga ingen seriös utrustning tillhandahölls. Dessutom utfördes allt arbete med betong uteslutande på sommaren, men detta räddade inte från det vanliga utseendet av sprickor.

På jakt efter en lösning på problemet med sprickor i betong lade Lukyanov fram antagandet att deras ursprung är förknippat med temperaturregimen i murverket. Det vetenskapliga samfundet reagerade utan entusiasm på denna hypotes, men detta stoppade inte den unge vetenskapsmannen. Han insåg snart att fördelningen av värmeflöden beräknas med hjälp av komplexa samband mellan temperatur och betongegenskaper, som genomgår omvandlingar över tid. Dessa relationer uttrycks i sin tur i form av så kallade partiella differentialekvationer.

Först vid tiden för deras sökningar, i slutet av 1920-talet, fanns det inga tillräckligt snabba och högkvalitativa metoder för att utföra beräkningar av detta slag. Sedan tar Lukjanov själv upp lösningen på problemet som ställts till honom själv. För att göra detta vänder han sig till verken av framstående forskare från tidigare år: Akademiker A. N. Krylov - skaparen av en integrator för att lösa vanliga differentialekvationer av fjärde ordningen., N. N. Pavlovsky, en specialist inom hydraulik och M. V. värmeteknik. Efter att ha lyckats syntetisera individuella idéer från sina föregångare, hittar Lukyanov äntligen en möjlig mekanism för att lösa detta komplexa problem.

Först 1936 lyckades forskaren sätta ihop en enhet som gick till historien som "Lukyanov's Hydraulic Integrator". Faktum är att denna uppfinning är världens första dator för att lösa partiella differentialekvationer. Men integratören imponeras inte så mycket av denna överlägsenhet, utan av det faktum att hon gör alla matematiska beräkningar med hjälp av … vattenflödet.

Totalt designades tre modeller av dessa maskiner, som var och en var anpassad för att lösa endimensionella, tvådimensionella respektive tredimensionella problem. Gradvis blev Lukyanov-integratören populär och började levereras inte bara till unionens republiker utan också till Warszawapaktsländerna - Tjeckoslovakien, Polen, Bulgarien och till och med Kina.

Anordningen har visat sig vara inte bara effektiv utan också lätt att använda och relativt billig att tillverka. Därför användes Lukyanovs integratörer ganska brett - inom gruvkonstruktion, geologi, konstruktions termisk fysik, metallurgi och raketer. I synnerhet tillgrep de deras hjälp under vetenskaplig forskning i bosättningen "Mirny", beräkningar under utformningen av Karakum-kanalen och Baikal-Amur Mainline.

Även de datorer som dök upp efter en tid kunde långt ifrån omedelbart trycka ut den hydrauliska integratorn. Den första och andra generationen av sovjetiska datorer var sämre än Lukyanovs uppfinningar när det gäller effektivitet, eftersom de hade en liten mängd minne och kännetecknades av låg prestanda, en begränsad uppsättning kringutrustning och dåligt utvecklad programvara. Det var först i början av 1980-talet som integratörer började känna sig generade över den nya generationens datorer som har mindre dimensioner, mer minne och höghastighetsprestanda.