De första datorerna var mekaniska maskiner byggda med växlar och spakar.
Delar eller komponenter av dessa kan flyttas och anslutas på ett sätt som simulerade förhållandet mellan olika variabler i en matematisk ekvation. Genom att flytta en växel eller dra i en spak, kunde dessa variabler ändras, och resultaten av sådana åtgärder kunde ses i en annan uppsättning växlar, vars nya positioner gav svaret som operatören letade efter.
Men 1936 byggde den ryska ingenjören Vladimir Lukyanov en mekanisk dator som använde vatten istället för växlar och spakar för beräkningar.
Lukyanov var en av ingenjörerna som arbetade med byggandet av järnvägen Troitsk-Orsk och Kartaly-Magnitnaya i slutet av 1920-talet. För att säkerställa kvaliteten och hållbarheten hos armerad betongkonstruktion hällde ingenjörerna betong bara på sommaren.
Trots detta förekom sprickor fortfarande i betong när temperaturen sjönk under frysning på vintern. Lukyanov föreslog att detta kan undvikas om en grundlig analys av temperaturförändringen av betongmassan genomförs, beroende på betongens sammansättning, cementen som används, arbetets teknik och yttre förhållanden.
Lukyanov började studera temperaturregimen i konkret murverk, men de befintliga beräkningsmetoderna kunde inte ge en snabb och exakt lösning på komplexa differentiella ekvationer relaterade till temperaturregimen.
I sin sökning efter en ny metod för att lösa problemet upptäckte Lukyanov att vattenflödet på många sätt liknar sin lagstiftning som värmefördelningen. Han kom till slutsatsen att genom att bygga en dator där huvudkomponenten är vatten, kommer det att vara möjligt att återskapa en osynlig termisk process.
Kampanjvideo:
1936 byggde Lukyanov den första modellen av sin "vattenintegrator" vid Institute of Railways and Construction (nu Central Scientific Research Institute of Transport Construction, eller TsNIIS). Då var det den enda datorn som kunde lösa partiella differentiella ekvationer.
Lukyanovs vattenintegrator såg imponerande ut. Det var storleken på en garderob och bestod av flera rör och pumpar som var sammankopplade. Vattennivån i de olika kamrarna lagrades nummer, och flödeshastigheterna mellan dem var matematiska operationer. Resultatet visades som ett diagram.
De första vattenintegratormodellerna var tillverkade av takjärn, plåt och glasrör och användes endast för beräkningar inom området värmeteknik. De förbättrade modellerna kunde lösa mer komplexa problem, vilket avsevärt utvidgade deras tillämpning.
På 1950-talet byggdes en integrator, vars delar kunde tas bort och kombineras på olika sätt beroende på problemets art och komplexitet. Användningen av en vattenintegrator blev så utbredd att maskinen började massproduceras för användning i laboratorier och utbildningsinstitutioner i hela Sovjetunionen. Det användes i stor utsträckning för att lösa byggproblem i sanden i Centralasien och permafrosten, för att studera temperaturregimen för den antarktiska isplattan, i raketry osv.
Vattenintegratorn Lukyanov, konstigt nog, förblev relevant under lång tid, även efter uppfinningen av elektroniska datorer. Det var inte förrän på 1980-talet, med utvecklingen av små och snabba digitala datorer, att kapaciteten för en vattenintegrator började se utåldrade.
För närvarande finns det bara två Lukyanov-vattenintegratorer; de förvaras i Polytechnic Museum i Moskva.