Tại sao Lukyanov ở Liên Xô lại tạo ra máy tích hợp thủy lực trên mặt nước?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Từ lâu, người ta đã biết rằng khoa học Xô Viết không chỉ có những người thông minh mà còn có cả những người sáng tạo. Xu hướng này đã không phụ lòng các nhà phát triển trong lĩnh vực công nghệ thông tin và máy tính. Tất nhiên, không có gì khác thường trong thực tế là ở Liên Xô, thiết bị đầu tiên trên thế giới được phát minh để giải các phương trình đạo hàm riêng. Một điều khác đáng chú ý trong khám phá này: tất cả các hoạt động tính toán trong chiếc máy này đều được thực hiện … bằng nước.

Lịch sử của một phát minh ấn tượng như vậy bắt nguồn từ những năm 1920 xa xôi, khi một chuyên gia trẻ, tốt nghiệp Khoa Kỹ thuật Xây dựng Vladimir Lukyanov, được cử đến một dự án xây dựng quy mô lớn - xây dựng Troitsk-Orsk và Kartaly- Đường ray xe lửa Magnitnaya (ngày nay - Magnitogorsk). Ở đó, anh phải đối mặt với vấn đề chất lượng công việc chậm và không đủ: những người thợ xây dựng chỉ nhận xẻng, cuốc và xe cút kít làm công cụ, tức là không có thiết bị nghiêm trọng nào được cung cấp. Ngoài ra, tất cả các công việc với bê tông chỉ được thực hiện vào mùa hè, nhưng điều này không giúp tránh được sự xuất hiện thường xuyên của các vết nứt.

Để tìm kiếm giải pháp cho vấn đề vết nứt trong bê tông, Lukyanov đưa ra giả thiết rằng nguồn gốc của chúng có liên quan đến chế độ nhiệt độ trong khối xây. Cộng đồng khoa học phản ứng không nhiệt tình với giả thuyết này, nhưng điều này không ngăn được nhà khoa học trẻ. Ông sớm nhận ra rằng sự phân bố của các thông lượng nhiệt được tính toán bằng cách sử dụng các mối quan hệ phức tạp giữa nhiệt độ và các đặc tính của bê tông, chúng trải qua các biến đổi theo thời gian. Đổi lại, các quan hệ này được biểu diễn dưới dạng cái gọi là phương trình đạo hàm riêng.

Chỉ vào thời điểm họ tìm kiếm, vào cuối những năm 1920, không có phương pháp nào đủ nhanh và chất lượng cao để thực hiện các phép tính kiểu này. Sau đó, Lukyanov tự mình đưa ra giải pháp của vấn đề đặt ra cho chính mình. Để làm được điều này, ông tìm đến các công trình của các nhà khoa học xuất sắc trong những năm qua: Viện sĩ A. N. Krylov - người tạo ra máy tích phân để giải các phương trình vi phân thông thường bậc 4, N. N. Pavlovsky, một chuyên gia về thủy lực và kỹ thuật nhiệt M. V. Sau khi tổng hợp chính xác các ý tưởng riêng lẻ của những người tiền nhiệm, Lukyanov cuối cùng đã tìm ra một cơ chế khả thi để giải quyết vấn đề phức tạp này.

Chỉ đến năm 1936, nhà khoa học này đã lắp ráp được một thiết bị đã đi vào lịch sử với tên gọi "Bộ tích hợp thủy lực của Lukyanov". Trên thực tế, phát minh này là máy tính toán đầu tiên trên thế giới để giải các phương trình đạo hàm riêng. Nhưng nhà tích phân ấn tượng không phải bởi tính ưu việt này mà bởi việc cô thực hiện tất cả các phép tính toán học với sự trợ giúp của … dòng nước.

Tổng cộng, ba mô hình của những chiếc máy này đã được thiết kế, mỗi mô hình đều được điều chỉnh để giải các bài toán một chiều, hai chiều và ba chiều tương ứng. Dần dần, bộ tích phân Lukyanov trở nên phổ biến và bắt đầu được cung cấp không chỉ cho các nước cộng hòa thuộc Liên minh, mà còn cho các nước thuộc Khối Warszawa - Tiệp Khắc, Ba Lan, Bulgaria và thậm chí cả Trung Quốc.

Thiết bị này đã được chứng minh là không chỉ hiệu quả mà còn dễ sử dụng và tương đối rẻ tiền để sản xuất. Do đó, các tích phân của Lukyanov đã được sử dụng khá rộng rãi - trong xây dựng mỏ, địa chất, vật lý nhiệt xây dựng, luyện kim và chế tạo tên lửa. Đặc biệt, họ đã nhờ đến sự giúp đỡ của họ trong quá trình nghiên cứu khoa học tại khu định cư "Mirny", các tính toán trong quá trình thiết kế Kênh đào Karakum và Tuyến chính Baikal-Amur.

Ngay cả những máy tính xuất hiện sau một thời gian cũng không thể ngay lập tức đẩy bộ tích hợp thủy lực ra ngoài. Thế hệ máy tính Liên Xô đầu tiên và thứ hai kém hơn so với phát minh của Lukyanov về hiệu suất, vì chúng có dung lượng bộ nhớ nhỏ và được phân biệt bởi hiệu suất thấp, bộ thiết bị ngoại vi hạn chế và phần mềm kém phát triển. Chỉ đến đầu những năm 1980, các nhà tích hợp mới bắt đầu cảm thấy xấu hổ về các máy tính thế hệ mới có kích thước nhỏ hơn, nhiều bộ nhớ hơn và hiệu suất tốc độ cao.