Hvorfor skabte Lukyanov i USSR en hydraulisk integrator på vand?

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Det har længe været kendt, at den sovjetiske videnskab var fuld af ikke kun smarte mennesker, men også kreative mennesker. Denne tendens har ikke skånet udviklerne inden for informations- og computerteknologier. Selvfølgelig er der ikke noget ud over det sædvanlige i, at det var i USSR, at verdens første enhed blev opfundet, der løste partielle differentialligninger. En anden ting er slående i denne opdagelse: alle beregningsoperationer i denne maskine blev udført … af vand.

Historien om en så imponerende opfindelse går tilbage til de fjerne 1920'ere, da en ung specialist, en kandidat fra Fakultetet for Civilingeniør Vladimir Lukyanov, blev sendt til et storstilet byggeprojekt - opførelsen af Troitsk-Orsk og Kartaly- Magnitnaya jernbanespor (i dag - Magnitogorsk). Der stod han over for problemet med en langsom og utilstrækkelig kvalitet af arbejdet: Bygherrerne modtog kun skovle, hakke og trillebøre som værktøj, det vil sige, at der ikke blev leveret noget seriøst udstyr. Derudover blev alt arbejde med beton udelukkende udført om sommeren, men dette reddede ikke fra det regelmæssige udseende af revner.

På jagt efter en løsning på problemet med revner i beton fremsatte Lukyanov den antagelse, at deres oprindelse er forbundet med temperaturregimet i murværket. Det videnskabelige samfund reagerede uden entusiasme på denne hypotese, men det stoppede ikke den unge videnskabsmand. Han indså hurtigt, at fordelingen af varmestrømme beregnes ved hjælp af komplekse forhold mellem temperatur og betonegenskaber, som undergår transformationer over tid. Til gengæld kommer disse relationer til udtryk i form af såkaldte partielle differentialligninger.

Først på tidspunktet for deres søgninger, i slutningen af 1920'erne, var der ingen tilstrækkelig hurtige og højkvalitets metoder til at udføre beregninger af denne art. Så tager Lukyanov selv op på løsningen af det problem, der stilles til ham selv. For at gøre dette vender han sig til værkerne af fremragende videnskabsmænd fra de seneste år: Akademikere A. N. Krylov - skaberen af en integrator til løsning af almindelige differentialligninger af 4. orden., N. N. Pavlovsky, en specialist i hydraulik, og M. V. varmeteknik. Efter at have formået at syntetisere individuelle ideer fra sine forgængere korrekt, finder Lukyanov endelig en mulig mekanisme til at løse dette komplekse problem.

Først i 1936 lykkedes det videnskabsmanden at samle en enhed, der gik over i historien som "Lukyanov's Hydraulic Integrator". Faktisk er denne opfindelse verdens første computermaskine til at løse partielle differentialligninger. Men integratoren er ikke så meget imponeret over denne overlegenhed, men af det faktum, at hun laver alle de matematiske beregninger ved hjælp af … vandstrømmen.

I alt blev der designet tre modeller af disse maskiner, som hver var tilpasset til at løse henholdsvis endimensionelle, todimensionelle og tredimensionelle problemer. Gradvist vandt Lukyanov-integratoren popularitet og begyndte at blive leveret ikke kun til Unionens republikker, men også til Warszawapagtlandene - Tjekkoslovakiet, Polen, Bulgarien og endda Kina.

Enheden har vist sig at være ikke kun effektiv, men også nem at bruge og relativt billig at fremstille. Derfor blev Lukyanovs integratorer brugt ret bredt - i minekonstruktion, geologi, konstruktions termisk fysik, metallurgi og raketteknik. Især greb de til deres hjælp under videnskabelig forskning i bosættelsen "Mirny", beregninger under udformningen af Karakum-kanalen og Baikal-Amur-hovedlinjen.

Selv de computere, der dukkede op efter nogen tid, var langt fra umiddelbart i stand til at skubbe den hydrauliske integrator ud. Den første og anden generation af sovjetiske computere var underlegne i forhold til Lukyanovs opfindelser med hensyn til effektivitet, da de havde en lille mængde hukommelse og var kendetegnet ved lav ydeevne, et begrænset sæt perifert udstyr og dårligt udviklet software. Det var først i begyndelsen af 1980'erne, at integratorer begyndte at føle sig flov over den nye generation af computere, der har mindre dimensioner, mere hukommelse og højhastighedsydelse.