Защо Лукянов в СССР създаде хидравличен интегратор на вода?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Отдавна е известно, че съветската наука е пълна не само с умни хора, но и с креативни хора. Тази тенденция не пощади разработчиците в областта на информационните и изчислителни технологии. Разбира се, няма нищо необичайно във факта, че именно в СССР беше изобретено първото в света устройство, което решаваше частни диференциални уравнения. Друго нещо е поразително в това откритие: всички изчислителни операции в тази машина бяха извършени… от вода.

Историята на такова впечатляващо изобретение датира от далечните 20-те години на миналия век, когато млад специалист, възпитаник на Строителния факултет Владимир Лукянов, е изпратен в мащабен строителен проект - изграждането на Троицк-Орск и Картали- Магнитна железопътна линия (днес - Магнитогорск). Там той се сблъска с проблема с бавната и недостатъчно качествена работа: строителите получиха само лопати, кирки и колички като инструменти, тоест не беше осигурено сериозно оборудване. Освен това цялата работа с бетон се извършваше изключително през лятото, но това не спаси от редовната поява на пукнатини.

В търсене на решение на проблема с пукнатините в бетона Лукянов изложи предположението, че произходът им е свързан с температурния режим в зидарията. Научната общност реагира без ентусиазъм на тази хипотеза, но това не спря младия учен. Скоро той разбра, че разпределението на топлинните потоци се изчислява чрез сложни връзки между температурата и свойствата на бетона, които претърпяват трансформации с течение на времето. От своя страна тези отношения се изразяват под формата на т. нар. частни диференциални уравнения.

Само по време на техните търсения, в края на 20-те години на миналия век, няма достатъчно бързи и качествени методи за извършване на изчисления от този вид. Тогава самият Лукянов се заема с решението на поставения пред него проблем. За да направи това, той се обръща към трудовете на изключителни учени от минали години: академици А. Н. Крилов - създател на интегратор за решаване на обикновени диференциални уравнения от 4-ти ред, Н. Н. Павловски, специалист по хидравлика, и М. В. топлотехника. След като успява правилно да синтезира индивидуалните идеи на своите предшественици, Лукянов най-накрая намира възможен механизъм за решаване на този сложен проблем.

Едва през 1936 г. ученият успява да сглоби устройство, което остава в историята като „хидравличен интегратор на Лукянов“. Всъщност това изобретение е първата в света изчислителна машина за решаване на частни диференциални уравнения. Но интеграторът е впечатлен не толкова от това превъзходство, а от факта, че прави всички математически изчисления с помощта на… потока на водата.

Общо бяха проектирани три модела на тези машини, всеки от които беше адаптиран за решаване съответно на едномерни, двумерни и триизмерни задачи. Постепенно интеграторът на Лукянов набира популярност и започва да се доставя не само в съюзните републики, но и в страните от Варшавския договор - Чехословакия, Полша, България и дори Китай.

Устройството се оказа не само ефективно, но и лесно за използване и сравнително евтино за производство. Затова интеграторите на Лукянов се използват доста широко – в рудното строителство, геологията, строителната топлофизика, металургията, ракетната техника. По-специално, те прибягнаха до тяхната помощ по време на научни изследвания в селището "Мирни", изчисления по време на проектирането на Каракумския канал и Байкал-Амурската магистрала.

Дори компютрите, които се появиха след известно време, далеч не бяха в състояние веднага да изтласкат хидравличния интегратор. Първото и второто поколение съветски компютри са по-ниски от изобретенията на Лукянов по отношение на ефективността, тъй като имаха малко количество памет и се отличаваха с ниска производителност, ограничен набор от периферно оборудване и лошо разработен софтуер. Едва в началото на 80-те години на миналия век интеграторите започнаха да се смущават от компютрите от ново поколение, които имат по-малки размери, повече памет и високоскоростна производителност.