MENU
Menu
Vodný počítač.

Techmag Keď voda riešila diferenciálne rovnice: Ruský inžinier vynašiel geniálny prístroj

Prvé počítače pracovali na princípe prevodov a pák. Jednotlivé komponenty boli navzájom prepojené tak, že simulovali vzťah rôznych premenných v matematickej rovnici. Stačilo pohnúť jedným komponentom a ostatné sa pohli tiež, vďaka čomu získal človek odpoveď na otázku, ktorú hľadal.

V roku 1936 však ruský inžinier Vladimiri Lukjanov vynašiel počítač, ktorý namiesto prevodov a pák využíval na počítanie vodu.

Lukjanov bol jedným z inžinierov, ktorí v 20. rokoch pracovali na výstavbe železničných tratí. Potrebovali zabezpečiť pevnosť betónových konštrukcií, a preto liali betón len počas leta, aby sa vyhli nízkym teplotám a betón mohol dobre vytuhnúť. Lenže keď začalo mrznúť, v betóne sa objavovali trhliny.

Lukjanov navrhol, že trhlinám by bolo možné predísť dôkladnou analýzou zmien teplôt, zloženia betónu, technológie liatia a ďalších vonkajších okolností. Uvoľnili ho teda z práce na výstavbe železnice a Lukjanov začal študovať všetko, čo súviselo s betónovými stavbami. Rýchlo však zistil, že na zložité výpočty nemá čas. Potreboval rýchle a presné riešenia komplexných diferenciálnych rovníc, ktoré popisovali priebeh zmien teplôt, a tak vynašiel vodný počítač.

Pri hľadaní nového prístupu k riešeniu diferenciálnych rovníc zistil, že tečenie vody sa v mnohých oblastiach riadi rovnakými zákonmi ako distribuovanie tepla. Došiel k záveru, že ak postaví počítač, ktorého hlavným komponentom bude voda, dokáže vizualizovať neviditeľný teplotný proces. V roku 1936 sa mu zariadenie skutočne podarilo vyrobiť a v tej dobe išlo o jediný počítač, ktorý vedel riešiť parciálne diferenciálne rovnice.

Lukjanovov „vodný integrátor“, ako ho nazval, má veľkosť skrine a pozostáva z viacerých prepojených púmp a trubiek. Hladina vody v komorách reprezentuje čísla a rýchlosť toku medzi nimi zasa reprezentuje matematické operácie. Výsledok sa zapisuje do grafu.

Prvé modely vodných počítačov sa používali výhradne v stavebníctve. Novšie však dokázali riešiť ešte komplikovanejšie problémy a používal sa naprieč celý Sovietskym zväzom v laboratóriách i na univerzitách. Pomáhal stavbárom bojovať s piesčitým podložím v Strednej Ázii, vedci vďaka nemu skúmali vývoj teplôt v Antarktíde a nezaobišli sa bez neho ani raketoví inžinieri.

Zaujímavé tiež je, že Lukjanovov vodný integrátor sa používal pomerne dlho aj potom, ako sa na scéne objavili elektronické počítače. Až v 80-tych rokoch ho začali nahrádzať modernými malými digitálnymi počítačmi, ktoré dokázali zatieniť výpočtové schopnosti vodného integrátora. Dnes už existujú iba dve takéto zariadenia a obe sa nachádzajú v Polytechnickom múzeu v Moskve.