О том, что в советская наука была полна не только умными людьми, но и креативными, известно давно. Не обошла эта тенденция и разработчиков в сфере информационно-вычислительных технологий. Конечно, нет ничего из ряда вон выходящего в том, что именно в СССР был придумано первое в мире устройство, которое решало дифференциальные уравнения в частных производных. Поразительно в этом открытии другое: все вычислительные операции в этой машине осуществляла…вода.
История столь впечатляющего изобретения берет начало в далеких 1920-х годах, когда молодой специалист, выпускник строительного факультета МИИПС Владимир Лукьянов был направлен на масштабный строительный объект — возведение железнодорожного полотна Троицк-Орск и Карталы-Магнитная (сегодня — Магнитогорск). Там он столкнулся с проблемой медленного и недостаточного качества ведения работ: строители в качестве инструментов получали только лопаты, кирки и тачки, то есть никакой серьезной техники предусмотрено не было. Кроме того, все работы с бетоном проводились исключительно летом, но и это не спасало от регулярного появления трещин.
Строительство железных дорог сопровождалось большим количеством проблем. /Фото: cont.ws
В поисках решения проблемы трещин в бетоне, Лукьянов выдвинул предположение о том, что их происхождение связано с температурным режимом в кладке. Ученая среда без энтузиазма отнеслась к данной гипотезе, однако молодого ученого это не остановило. В скором времени он понял, что распределение потоков тепла рассчитываются с помощью сложных соотношений температуры и свойств бетона, которые претерпевают трансформации с течением времени. В свою очередь, эти соотношения выражаются в виде так называемых дифференциальных уравнений в частных производных.
Вот только на момент своих поисков, в конце 1920-х годов не существовало достаточно быстрых и качественных методов для произведения расчетов такого рода. Тогда Лукьянов сам берется за решение поставленной перед собой проблемы. Для этого он обращается к трудам выдающихся ученых прошлых лет: академиков А. Н. Крылова — создателя интегратора для решения обыкновенных дифференциальных уравнений 4-го порядка., Н. Н. Павловского, специалиста в вопросах гидравлики и М. В. Кирпичева — специалиста в теплотехнике. Сумев правильно синтезировать отдельные идеи своих предшественников, Лукьянов, наконец, находит вероятный механизм решения этой сложной задачи.
Владимир Лукьянов — инженер-строитель. придумавший компьютер. /Фото: wikipedia.org
Только в 1936 году ученому удалось собрать устройство, вошедшее в историю как «Гидравлический интегратор Лукьянова». По факту, это изобретение является первой в мире вычислительной машиной для решения дифференциальных уравнений в частных производных. Но впечатляет интегратор не столько этим первенством, сколько тем, что все математические вычисления она производит с помощью…течения воды.
Всего было спроектировано три модели этих машин, каждая из который была приспособлена к решению одномерных, двухмерных и трехмерных задач соответсвенно. Постепенно интегратор Лукьянова завоевал популярность и стал поставляться не только по союзным республикам, но и в страны Варшавского договора — Чехословакию, Польшу, Болгарию и даже Китай.
Уникальное советское изобретение. /Фото: back-in-USSR.com
Устройство оказалось не только эффективным, но и простым в применении, а также относительно недорогими в производстве. Поэтому использовались интеграторы Лукьянова довольно широко — шахтостроении, геологии, строительной теплофизике, металлургии, ракетостроении. В частности, к их помощи прибегали во время научных исследований в поселке «Мирный», расчетов при проектировании Каракумского канала и Байкало-Амурской магистрали.
Даже появишивиеся через какое-то время ЭВМ далеко не сразу смогли потеснить гидрввлический интегратор. Первое и второе поколение советских компьютеров проигрывало изобретению Лукьянова в эффективности работы, так как обладали малым объемом памяти и отличались невысокой производительностью, ограниченным набором периферийного оборудования, слабо развитым программным обеспечением. Только в начале 1980-х годов интеграторы стали стесняться ЭВМ нового поколения, обладающими меньшими габаритами, большим объемом памяти и быстродействием.
Интегратор Лукьянова много лет верой и правдой служил советской науке. /Фото: livejournal.com
