ماشین حسابی که با آب کار می‌کرد!

در سال ۱۹۳۶ یک مهندس روسی به نام «ولادیمیر لوکیانف» یک ماشین‌حساب مکانیکی ساخت که نه از چرخ دنده و اهرم، بلکه از آب برای محاسبات استفاده می‌کرد.

لوکیانف یکی از مهندسانی بود که در ساخت و ساز راه آهن در اواخر دهه ۱۹۲۰ کار می‌کرد. مهندسان برای اطمینان از کیفیت و دوام سازه‌های بتن مسلح، بتن را فقط در تابستان می‌ریختند. با این وجود، وقتی در زمستان دمای هوا به زیر سفر می‌رسید، باز هم بتن‌ها ترک می‌خوردند. لوکیانف معتقد بود اگر آنالیز‌های دقیق تغییرات دما در جرم بتن با توجه به ترکیب بتن، سیمان استفاده شده، تکنولوژی کار و شرایط خارجی انجام بگیرد، می‌توان از این اتفاق پیشگیری کرد. بنابراین او شروع به مطالعه شرایط دمایی در بنا‌های بتنی کرد، اما روش‌های محاسبه موجود به او راه‌حل سریع و دقیقی برای معادلات پیچیده دیفرانسیل نمی‌دادند.

لوکیانف در جستجوی روش جدیدی برای حل مساله، فهمید که جریان آب از بسیاری جهات شبیه به قوانین او در توزیع گرماست؛ و نتیجه گرفت که با ساخت ماشین حسابی که جزء اصلی آن آب باشد، می‌تواند فرآیند گرمایی نامرئی را تجسم کند. او در سال ۱۹۳۶ اولین مدل «کامپیوتر آبی» را در انستیتیوی راه و ساختنمان ساخت.

در آن زمان این تنها ماشین حسابی بود که می‌توانست معادلات دیفرانسیل با مشتقات جزئی را حل کند.

انتگرال گیر آبی لوکیانف یک قطعه لوله‌کشی به اندازه یک کمد بود و از چندین لوله و پمپ به هم پیوسته تشکیل شده بود. سطح آب در محفظه‌های مختلف نشان دهنده اعداد ذخیره شده بود و سرعت جریان بین آن‌ها نشان دهنده عملکرد‌های ریاضی بود. نتیجه مرتبا در یک نمودار ترسیم می‌شد.

مدل‌های اولیه انتگرال گیر آبی خام بود و از ورق فلزی و لوله‌های شیشه‌ای تشکیل شده بود و فقط برای محاسبات در زمینه مهندسی گرما مورد استفاده قرار می‌گرفت. مدل‌های جدیدتر قادر به حل مسائل پیچیده‌تری بودند که کاربرد آن را به طرز چشمگیری افزایش می‌داد. در دهه ۱۹۵۰، یک انتگرال گیر ساخته شد که اجزایش باتوحه به ماهیت و پیچیدگی مساله، قابل حذف و ترکیب به شکل‌های مختلف بود.

کاربرد انتگرال گیر آبی آنقدر گسترده شد که برای استفاده در آزمایشگاه‌ها و موسسات آموزشی سراسر شوروی تولید انبوه شدند و در طیف گسترده‌ای از کاربردها، مثل حل مسائل مربوط به ساخت و ساز، علم موشک و ... مورد استفاده قرار گرفتند.

انتگرال‌گیر آبی لوکیانف باوجود در دسترس بودن ماشین حساب‌های الکترونیکی، برای مدت زمان طولانی باقی ماندند. در دهه ۱۹۸۰ بود که توسعه ماشین‌حساب‌های دیجیتالی کوچکتر و بسیار پرسرعت‌تر باعث شد انتگرال گیرهای آبی به تاریخ بپیوندند. در حال حاضر فقط دو انتگرال گیر آبی وجود دارند که در موزه پلی تکنیک مسکو نگهداری می‌شوند.