Kodėl Lukjanovas SSRS sukūrė hidraulinį integratorių ant vandens?

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Seniai žinoma, kad sovietiniame moksle buvo gausu ne tik protingų, bet ir kūrybingų žmonių. Ši tendencija neaplenkė informacinių ir kompiuterinių technologijų kūrėjų. Žinoma, nėra nieko neįprasto tame, kad būtent SSRS buvo išrastas pirmasis pasaulyje įrenginys, išsprendęs dalines diferencialines lygtis. Kitas dalykas šiame atradime stebina: visos skaičiavimo operacijos šioje mašinoje buvo atliekamos… vandeniu.

Tokio įspūdingo išradimo istorija siekia tolimą XX amžiaus 2-ąjį dešimtmetį, kai jaunas specialistas, Statybos fakulteto absolventas Vladimiras Lukjanovas, buvo išsiųstas į didelio masto statybos projektą - Troicko-Orsko ir Kartalijaus statybas. Magnitnaja geležinkelio bėgiai (šiandien – Magnitogorskas). Ten jis susidūrė su lėto ir nepakankamos darbų kokybės problema: statybininkai kaip įrankius gaudavo tik kastuvus, kirtiklius ir karučius, tai yra, rimtos technikos nebuvo. Be to, visi darbai su betonu buvo atliekami tik vasarą, tačiau tai neišgelbėjo nuo reguliaraus įtrūkimų atsiradimo.

Ieškodamas betono įtrūkimų problemos sprendimo, Lukjanovas iškėlė prielaidą, kad jų atsiradimas siejamas su temperatūros režimu mūre. Mokslo bendruomenė į šią hipotezę reagavo be entuziazmo, tačiau tai nesustabdė jauno mokslininko. Netrukus jis suprato, kad šilumos srautų pasiskirstymas apskaičiuojamas naudojant sudėtingus temperatūros ir betono savybių ryšius, kurie laikui bėgant keičiasi. Savo ruožtu šie ryšiai išreiškiami vadinamųjų dalinių diferencialinių lygčių forma.

Tik jų paieškų metu, praėjusio amžiaus 2 dešimtmečio pabaigoje, nebuvo pakankamai greitų ir kokybiškų metodų tokiems skaičiavimams atlikti. Tada pats Lukjanovas imasi sau iškeltos problemos sprendimo. Norėdami tai padaryti, jis kreipiasi į iškilių praėjusių metų mokslininkų darbus: akademikai A. N. Krylovas - integratoriaus, skirto 4 eilės įprastoms diferencialinėms lygtims spręsti, kūrėjas, hidraulikos specialistas N. N. Pavlovskis ir M. V. šilumos inžinerija. Pavykęs teisingai susintetinti individualias savo pirmtakų idėjas, Lukjanovas pagaliau suranda galimą šios sudėtingos problemos sprendimo mechanizmą.

Tik 1936 metais mokslininkui pavyko surinkti įrenginį, kuris į istoriją įėjo kaip „Lukjanovo hidraulinis integratorius“. Tiesą sakant, šis išradimas yra pirmoji pasaulyje skaičiavimo mašina dalinėms diferencialinėms lygtims spręsti. Bet integratorei daro įspūdį ne tiek šis pranašumas, kiek tai, kad ji visus matematinius skaičiavimus atlieka naudodama… vandens tėkmę.

Iš viso buvo sukurti trys šių mašinų modeliai, kurių kiekvienas buvo pritaikytas spręsti atitinkamai vienmačius, dvimačius ir trimačius uždavinius. Palaipsniui Lukjanovo integratorius išpopuliarėjo ir pradėtas tiekti ne tik sąjunginėms respublikoms, bet ir Varšuvos pakto šalims – Čekoslovakijai, Lenkijai, Bulgarijai ir net Kinijai.

Įrenginys pasirodė esąs ne tik efektyvus, bet ir paprastas naudoti bei palyginti nebrangus gaminti. Todėl Lukjanovo integratoriai buvo naudojami gana plačiai – kasyklų statyboje, geologijoje, statybinėje šiluminėje fizikoje, metalurgijoje, raketų gamyboje. Visų pirma, jie kreipėsi į savo pagalbą atliekant mokslinius tyrimus gyvenvietėje „Mirny“, atliekant skaičiavimus projektuojant Karakumo kanalą ir pagrindinį Baikalo-Amūro liniją.

Net po kurio laiko pasirodę kompiuteriai toli gražu ne iš karto galėjo išstumti hidraulinį integratorių. Pirmosios ir antrosios kartos sovietiniai kompiuteriai buvo prastesni už Lukjanovo išradimus efektyvumu, nes jie turėjo nedidelį kiekį atminties ir išsiskyrė mažu našumu, ribotu periferinės įrangos rinkiniu ir prastai išvystyta programine įranga. Tik devintojo dešimtmečio pradžioje integratoriai pradėjo gėdytis dėl naujos kartos kompiuterių, kurie turi mažesnius matmenis, daugiau atminties ir didelės spartos.