Miért hozott létre Lukyanov a Szovjetunióban egy hidraulikus integrátort a vízen?

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Régóta ismert, hogy a szovjet tudomány nemcsak okos emberekkel volt tele, hanem kreatív emberekkel is. Ez a tendencia nem kímélte az információs és számítástechnikai fejlesztőket. Abban persze nincs semmi rendkívüli, hogy a Szovjetunióban találták fel a világ első olyan készülékét, amely parciális differenciálegyenleteket oldott meg. Egy másik dolog is feltűnő ebben a felfedezésben: az összes számítási műveletet ebben a gépben … víz végezte.

Egy ilyen lenyűgöző találmány története a távoli 1920-as évekre nyúlik vissza, amikor egy fiatal szakembert, az Építőmérnöki Karon végzett Vlagyimir Lukjanovot egy nagyszabású építési projekthez küldték - a Troitsk-Orsk és a Kartaly-építéshez. Magnitnaya vasúti sínek (ma - Magnyitogorszk). Ott szembesült a lassú és nem megfelelő minőségű munka problémájával: az építők csak lapátot, csákányt, talicskát kaptak szerszámként, vagyis komoly felszerelést nem biztosítottak. Ezenkívül a betonnal végzett munkákat kizárólag nyáron végezték el, de ez nem ment meg a repedések rendszeres megjelenésétől.

A beton repedéseinek problémájára megoldást keresve Lukyanov azt a feltételezést terjesztette elő, hogy azok eredete a falazat hőmérsékleti rendszeréhez kapcsolódik. A tudományos közösség lelkesedés nélkül reagált erre a hipotézisre, de ez nem állította meg a fiatal tudóst. Hamar rájött, hogy a hőáramok eloszlását a hőmérséklet és a beton tulajdonságai közötti összetett összefüggések segítségével számítják ki, amelyek idővel átalakulnak. Ezeket az összefüggéseket viszont úgynevezett parciális differenciálegyenletek formájában fejezzük ki.

Csak kutatásaik idején, az 1920-as évek végén nem voltak kellően gyors és jó minőségű módszerek az ilyen jellegű számítások elvégzésére. Ekkor maga Lukjanov veszi fel a feltett probléma megoldását. Ehhez az elmúlt évek kiemelkedő tudósainak munkáihoz fordul: A. N. Krylov akadémikusok - a 4. rendű közönséges differenciálegyenletek megoldására szolgáló integrátor megalkotója, N. N. Pavlovsky, a hidraulika szakértője és M. V. hőmérnök. Miután sikerült helyesen szintetizálnia elődei egyéni elképzeléseit, Lukyanov végre megtalálja a lehetséges mechanizmust ennek az összetett problémának a megoldására.

Csak 1936-ban sikerült a tudósnak összeállítania egy olyan eszközt, amely "Lukyanov hidraulikus integrátoraként" vonult be a történelembe. Valójában ez a találmány a világ első számítási gépe parciális differenciálegyenletek megoldására. De az integrátort nem annyira ez a fölény nyűgözi le, hanem az a tény, hogy minden matematikai számítást … a víz áramlásának segítségével végez.

Összesen három modellt terveztek ezekből a gépekből, amelyek mindegyikét egy-, kétdimenziós, illetve háromdimenziós problémák megoldására alakították ki. Fokozatosan a Lukyanov-integrátor népszerűségre tett szert, és nemcsak az uniós köztársaságokba, hanem a Varsói Szerződés országaiba is szállították - Csehszlovákiába, Lengyelországba, Bulgáriába és még Kínába is.

A készülék nemcsak hatékonynak, hanem könnyen használhatónak és viszonylag olcsónak is bizonyult. Ezért Lukyanov integrátorait meglehetősen széles körben használták - bányaépítésben, geológiában, építőipari hőfizikában, kohászatban és rakétagyártásban. Különösen a "Mirny" település tudományos kutatása során, a Karakum-csatorna és a Bajkál-Amur fővonal tervezése során végzett számítások során vették igénybe segítségüket.

Még az egy idő után megjelent számítógépek sem tudták azonnal kinyomni a hidraulikus integrátort. A szovjet számítógépek első és második generációja a hatékonyság szempontjából alacsonyabb volt Lukyanov találmányainál, mivel kevés memóriával rendelkeztek, és alacsony teljesítményük, korlátozott perifériakészletük és gyengén fejlett szoftverük volt. Az integrátorok csak az 1980-as évek elején kezdtek kínosan érezni magukat az új generációs számítógépek miatt, amelyek kisebb méretűek, több memóriával és nagy sebességgel rendelkeznek.