Zakaj je Lukyanov v ZSSR ustvaril hidravlični integrator na vodi?

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Že dolgo je znano, da je bila sovjetska znanost polna ne le pametnih ljudi, ampak tudi ustvarjalnih ljudi. Ta trend ni prizanesel razvijalcem na področju informacijskih in računalniških tehnologij. Seveda ni nič nenavadnega v tem, da je bila v ZSSR izumljena prva naprava na svetu, ki je reševala delne diferencialne enačbe. Pri tem odkritju je presenetljiva še ena stvar: vse računske operacije v tem stroju so bile izvedene … z vodo.

Zgodovina tako impresivnega izuma sega v daljna dvajseta leta 20. stoletja, ko so mladega specialista, diplomanta Fakultete za gradbeništvo Vladimirja Lukjanova, poslali na obsežen gradbeni projekt - gradnjo Troitsk-Orsk in Kartaly- Magnitna železniška proga (danes - Magnitogorsk). Tam se je soočil s problemom počasnega in nezadostne kakovosti dela: gradbeniki so kot orodje prejeli le lopate, kramp in samokolnice, torej resne opreme ni bilo. Poleg tega so vsa dela z betonom potekala izključno poleti, vendar to ni rešilo rednega pojava razpok.

V iskanju rešitve problema razpok v betonu je Lukyanov postavil domnevo, da je njihov izvor povezan s temperaturnim režimom v zidu. Znanstvena skupnost se je na to hipotezo odzvala brez navdušenja, vendar to mladega znanstvenika ni ustavilo. Kmalu je ugotovil, da se porazdelitev toplotnih tokov izračuna s pomočjo kompleksnih razmerij med temperaturo in lastnostmi betona, ki se skozi čas spreminjajo. Po drugi strani so te relacije izražene v obliki tako imenovanih delnih diferencialnih enačb.

Šele v času njihovih iskanj, konec dvajsetih let prejšnjega stoletja, ni bilo dovolj hitrih in kakovostnih metod za tovrstne izračune. Nato se Lukjanov sam loti rešitve problema, ki si ga je postavil. Da bi to naredil, se obrne na dela izjemnih znanstvenikov preteklih let: akademikov A. N. Krylova - ustvarjalca integratorja za reševanje navadnih diferencialnih enačb 4. reda, N. N. Pavlovskega, specialista za hidravliko, in M. V. toplotne tehnike. Po tem, ko je uspel pravilno sintetizirati posamezne ideje svojih predhodnikov, Lukjanov končno najde možen mehanizem za rešitev tega zapletenega problema.

Šele leta 1936 je znanstveniku uspelo sestaviti napravo, ki se je v zgodovino zapisala kot "Lukyanov hidravlični integrator". Pravzaprav je ta izum prvi računalniški stroj na svetu za reševanje delnih diferencialnih enačb. A integratorka ni navdušena toliko nad to premočjo, temveč nad dejstvom, da vse matematične izračune naredi s pomočjo … toka vode.

Skupno so bili zasnovani trije modeli teh strojev, od katerih je bil vsak prilagojen reševanju enodimenzionalnih, dvodimenzionalnih in tridimenzionalnih problemov. Postopoma je integrator Lukyanov pridobil na priljubljenosti in se začel dobavljati ne le republikam Unije, temveč tudi državam Varšavskega pakta - Češkoslovaško, Poljsko, Bolgarijo in celo Kitajsko.

Naprava se je izkazala za ne le učinkovito, ampak tudi enostavna za uporabo in relativno poceni za izdelavo. Zato so se Lukjanovovi integratorji uporabljali precej široko - pri gradnji rudnikov, geologiji, gradbeni toplotni fiziki, metalurgiji in raketiranju. Zlasti so se zatekli k njihovi pomoči med znanstvenimi raziskavami v naselju "Mirny", izračuni med projektiranjem Karakumskega kanala in Bajkalsko-Amurske magistrale.

Tudi računalniki, ki so se pojavili čez nekaj časa, še zdaleč niso mogli takoj potisniti hidravličnega integratorja. Prva in druga generacija sovjetskih računalnikov sta bili glede učinkovitosti slabši od Lukjanovovih izumov, saj so imeli majhno količino pomnilnika in so jih odlikovali nizka zmogljivost, omejen nabor periferne opreme in slabo razvita programska oprema. Šele v zgodnjih osemdesetih letih prejšnjega stoletja so se integratorji začeli sramovati zaradi računalnikov nove generacije, ki imajo manjše dimenzije, več pomnilnika in visoko hitrost delovanja.