Se ştie că primele calculatoare erau mașini mecanice construite cu ajutorul unor sisteme de pârghii. Aceste componente puteau fi mișcate cu precizie și erau conectate la alte componente într-un mod care simula relația dintre diferitele variabile dintr-o ecuație matematică. Prin deplasarea unui angrenaj sau prin tragerea unei pârghii, se puteau modifica aceste variabile, iar rezultatele acestor acțiuni puteau fi vizualizate într-un alt set de angrenaje, ale căror poziții nou dobândite ofereau răspunsul pe care operatorul îl căuta. Vladimir Lukianov a construit un astfel de calculator ... cu apă, scrie The Enviro Engineer.

Lukianov a fost unul dintre inginerii care au lucrat la construcția căilor ferate Troitsk-Orsk și Kartalî-Magnitnaia la sfârșitul anilor 1920. Pentru a asigura calitatea și durabilitatea structurilor din beton armat, inginerii turnau betonul doar vara. În ciuda acestui fapt, fisurile tot apăreau în beton atunci când temperaturile coborau sub zero grade, iarna. Acesta a sugerat că acest lucru putea fi evitat dacă se făcea o analiză atentă a schimbărilor de temperatură din masa de beton, în funcție de compoziția betonului, de cimentul folosit, de tehnologia de lucru și de condițiile externe. Lukianov a început să studieze condițiile de temperatură în zidăria de beton, dar metodele de calcul existente nu puteau oferi o soluție rapidă și precisă la ecuațiile diferențiale complexe care descriau regimul de temperatură.

De unde a plecat totul

Inginerul Lukianov a descoperit că fluxul de apă respectă în multe privințe legile distribuției căldurii şi a ajuns la concluzia că, prin construirea unui calculator în care componenta principală era apa, putea vizualiza procesul termic altfel invizibil. În 1936, Lukianov a construit primul model al „integratorului cu apă” la Institutul de Drumuri și Construcții. La acea vreme, acesta era singurul computer care putea rezolva ecuații cu derivate parțiale. Integratorul de apă al lui Lukianov era un ansamblu de instalații impresionant. Avea dimensiunea unui dulap și era format din mai multe țevi și pompe interconectate. Nivelul apei din diferite camere reprezenta numere stocate, iar rata de curgere între ele reprezenta operații matematice. Rezultatul era trasat în mod ordonat într-un grafic.

Modelele timpurii ale integratorului cu apă erau rudimentare, realizate din fier, tablă și tuburi de sticlă și erau folosite doar pentru calcule în domeniul ingineriei termice. Modelele mai noi au fost capabile să rezolve probleme mai complicate, ceea ce a extins în mod semnificativ aplicarea sa. În anii 1950, a fost construit un integrator ale cărui părți puteau fi îndepărtate și combinate în diferite configurații, în funcție de natura și complexitatea problemei de rezolvat. Aplicația integratorului de apă a devenit atât de largă, încât mașina a fost produsă în masă pentru a fi utilizată în laboratoare și instituții de învățământ din întreaga Uniune Sovietică. Nivelul apei din diferite camere reprezenta numere stocate, iar rata de curgere între ele reprezenta operații matematice. Rezultatul era trasat în mod ordonat într-un grafic.