in

دخلك بتعرف حاسوب (فلاديمير لوكيانوف) المائي؟

جهاز التكامل المائي

كانت الحواسيب الأولى قديما عبارة عن آلات ميكانيكية مصنوعة من تروس وعتلات وأذرع تشغيل، كان بالإمكان تحريك هذه الأجزاء بدقة معتبرة وكانت موصولة بمكونات وأجزاء أخرى بطريقة تحاكي العلاقة بين متغيرات مختلفة في معادلة رياضية. من خلال تحريك ترس أو ذراع تشغيل في هذه الحواسيب الميكانيكية، كان بالإمكان تغيير هذه المتغيرات ومن ثم رؤية نتائج هذه الأفعال وهي تستعرض نفسها في مجموعة تروس أخرى، والتي كانت مواقعها الجديدة تعطي أجوبة كان مشغّل الآلة يبحث عنها.

في سنة 1936، قام مهندس روسي يدعى (فلاديمير لوكيانوف) ببناء حاسوب ميكانيكي من هذا النوع لكنه لم يستخدم فيه التروس والعتلات بل الماء من أجل أداء الحسابات المعقدة.

كان (لوكيانوف) واحدا من بين مجموعة المهندسين الذين اشتغلوا على أعمال بناء السكك الحديدية الرابطة بين مختلف أجزاء الاتحاد السوفييتي الباردة في أواخر العشرينيات من القرن المنصرم. من أجل السهر على جودة ومتانة الهياكل المصنوعة من الخرسانة المدعمة، قرر المهندسون أن لا يصبوا الخرسانة إلا في أشهر الصيف الدافئة. على الرغم من هذه التدابير، كانت الشقوق لازالت تظهر في الخرسانة عندما كانت درجات الحرارة تنخفض تحت الصفر في الشتاء.

اقترح (لوكيانوف) أنه بالإمكان تجنب هذا إذا ما تم إجراء تحليل ودراسة معمقة على تغيرات درجات الحرارة الطارئة على كتلة الخرسانة المعدّة، وهذا كان يتم بناء على تركيبة الخرسانة، والإسمنت المستخدم، وتكنولوجيا العمل المتبعة، والظروف الخارجية.

بدأ (لوكيانوف) على إثر ذلك بدراسة ظروف درجة الحرارة في الخرسانة وصناعتها، لكن طرائق الحساب التي كانت موجودة آنذاك لم تكن تفضي إلى حلول سريعة ودقيقة للمعادلات المعقدة التي كانت تصف التغيرات في درجات الحرارة.

جهاز التكامل المائي
جهاز التكامل المائي

في بحثه عن مقاربة جديدة لحل هذه المعضلة، اكتشف (لوكيانوف) أن قوانين تدفق الماء تشبه في العديد من النواحي قوانين توزع الحرارة وانتشارها. استخلص أنه من خلال بناء حاسوب يكون المكون الرئيسي فيه هو الماء، يصبح بالإمكان جعل العملية الحرارية غير المرئية مرئيةً.

في سنة 1936، قام (لوكيانوف) ببناء أول نموذج عن ”جهاز التكامل المائي“ خاصته في معهد النقل والبناء السوفييتي، وكان ذلك الحاسوب الوحيد القادر على حل المعادلات التفاضلية الجزئية.

كان جهاز التكامل المائي الخاص بـ(لوكيانوف) قطعة فنية مثيرة للاهتمام بحق، لقد كان حجمه يضاهي حجم خزانة صغيرة، وكان يتكون من عدة أنابيب متقاطعة ومضخات، وكان مستوى الماء في الحجيرات المختلفة يمثل أرقاما مخزنة، وكانت نسبة التدفق بينها تمثل العمليات الرياضية الحسابية، وكانت النتائج يعاد تمثيلها بدقة في منحنى بياني.

جهاز التكامل المائي

كانت النماذج الأولى من جهاز التكامل المائي بدائية مصنوعة من حديد التسقيف، وصفائح معدنية، وأنابيب زجاجية، ولم تكن تستخدم إلا للحسابات المتعلقة بميدان الهندسة الحرارية. بينما كانت النماذج الأحدث قادرة على حل مشكلات رياضية أكثر تعقيدا مما قام بتوسيع استخداماتها بشكل كبير.

في خمسينيات القرن الماضي، تم بناء جهاز تكامل مائي مكوناته قابلة للإزالة، وكان يعاد ترتيبها وتركيبها في توليفات مختلفة وفقاً لطبيعة ودرجة تعقيد المشكلة المراد حلها.

أصبح استخدام جهاز التكامل المائي واسعاً لدرجة أن الآلة صارت تصنّع على نطاق واسع للاستخدام في المخابر والمعاهد التعليمية عبر كامل تراب الاتحاد السوفييتي.

تم استخدام أجهزة التكامل المائية في استخدامات متنوعة، على شاكلة حل مشاكل البناء في رمال آسيا الوسطى وكذا مشكلات البناء في التربة الصقيعية في الشمال، وفي دراسة نظام درجة الحرارة في القارة القطبية الجنوبية، وحل مشكلات على علاقة بعلوم الصواريخ، وما إلى ذلك.

جهاز التكامل المائي

بقيت آلة التكامل المائية الخاصة بالمهندس (لوكيانوف) ذات قيمة كبيرة على الرغم من توفر الحواسب الإلكترونية لمدة طويلة من الزمن. ولم يبدُ عليها القدم والتأخر إلا بحلول ثمانينيات القرن الماضي مع تطور حواسيب رقمية صغيرة الحجم وفائقة السرعة.

في أيامنا هذه، لم يتبق سوى اثنين من حواسيب (لوكيانوف) المائية، والموجودة الآن على مستوى متحف العلوم التقنية في موسكو.

جاري التحميل…

0