Солитоны - Буллафа Р.
Скачать (прямая ссылка):
была лишь временная должность в Эдинбургском университете, вызванная
смертью проф. Лесли. Расселл не получил постоянного назначения на
кафедру: кандидатом на эту должность был Брюстер, и в конце концов ее
получил Дж. Д. Форбс. В 1838 г. Расселл претендовал на вакантную
должность профессора математики, но несмотря на благоприятный отзыв
Гамильтона, который рекомендовал Расселла как "человека с активным и
изобретательным талантом" [1.5], ему не удалось получить ее. Можно только
гадать, не появилась бы теория солитонов примерно на 100 лет раньше, если
бы Расселл получил профессуру на любой из этих двух кафедр. Интересы
Форбса, несомненно, были совершенно иными, чем у Расселла, хотя кое-что
сделанное им вошло в современные научные знания. Его репутация
основывается сейчас в первую очередь на его ранних работах по ледникам
(особенно посвященной леднику Мег de Glase, который он первым нанес на
карту [1.10,
1.11]). Но он, кроме того, ввел "рейку Форбса", применяемую при измерении
теплопроводности металлов. Аномальное термическое поведение одномерных
ангармонических решеток, предсказанное численными исследованиями Ферми,
Пасты и Улама в 1955 г. (задача ФПУ [1.12]), стимулировало исследования,
приведшие Крускала к открытию метода обратной задачи рассеяния для
решения уравнения КдФ, а солитонные решения этого уравнения могут
вызывать некоторые из трудностей, на которые наталкивается вывод закона
теплопроводности Фурье из микроскопической теории [из]1).
¦) Как указал нам профессор Пайерлс, даже вблизи точки плавления величины
возбуждений в реальных трехмерных системах столь малы, что
родитоноподобными вкладами можно с уверенностью пренебречь.
Дальнейшие заметки о Джоне Скотте Расселле
401
До 1834 г. Расселл изобрел паровой трамвай; именно в этом году была
образована Шотландская компания паровых экипажей, ставившая себе целью
установить регулярное сообщение между Глазго и Эдинбургом. Ее
деятельность продлилась недолго [1.5]. Тем не менее, по-видимому,
вследствие своей связи с этой компанией Расселл получил от Компании
канала Юнион предложение1) исследовать перспективы навигации паровых
судов по этому каналу и в результате увидел первый солитон. Впоследствии
Расселл стал известным кораблестроителем. Спроектированные им корпуса
судов были рассчитаны так, чтобы минимизировать волновое сопротивление,
вызываемое образованием носовых волн типа уединенной волны. В 1865 г. он
опубликовал первую большую работу по кораблестроению [1.14]. В ней он
описал свои первые эксперименты по образованию носовых волн и способу,
которым они приводят воду в движение со скоростью, не зависящей от
скорости корабля [1.5, 1.14]. В 1853 г. он получил от Брюнела заказ на
проектирование огромного железного судна "Грейт Истерн" [1.5], что
послужило прямой или косвенной причиной многих несчастий.
Расселл в первый раз разорился еще до того, как этот корабль мог быть
спущен на воду, он оказался вовлеченным в судебный процесс по поводу
аварии парового клапана, произошедшей при испытаниях этого судна в
проливе Ла-Манш в 1859 г. и погубившей пять моряков (к тому времени
Брюнел умер), а в 1867 г. он был вынужден (вероятно, наследниками Брюнела
[1.5]) уйти в отставку из Института гражданских инженеров, одним из
членов-основателей которого он был, преследуемый обвинением в
непрофессиональном поведении, что было связано со вторым финансовым
крахом, который он потерпел, продавая ружья северянам во время
гражданской войны в Америке.
В последние годы своей жизни Расселл завершил книгу "Волны трансляции в
водном, воздушном и эфирном океанах", опубликованную посмертно, в 1882 г.
[1.15]. В нее включена перепечатка "Доклада о волнах" [1.3],
опубликованного в 1844 г., где описано первое наблюдение уединенной
волны. Книга содержит ряд курьезных догадок о строении материи; в ней
формула (1.7) применяется для вычисления толщины атмосферы (5 миль)
исходя из скорости звука и протяженности Вселенной (5Х Ю17 миль) исходя
из скорости света! Относительно первого вывода Расселл полагал, что звук
должен переноситься его уединенными волнами, чтобы его передача
происходила без искажений. Тем самым именно скорость с из (1.7) следует
считать
') См. статью Расселла в Edinb. Roy. Soc. Trans. XIV (1840). По-видимому,
контракта заключено не было, но компания канала Юнион оплачивала
связанные с исследованиями расходы, как указано в ее отчете от 27 января
1835 г. "Report on the practical results of experiments on Canal
Navigation" (Canal Office, Edinburgh).
402
Дальнейшие заметки о Джоне Скотте Расселле
скоростью звука (а не cs = 'sfgh в (1.6) или (1.8)). Вычисленная таким
способом толщина атмосферы, 5 миль, оказалась эквивалентной ее
действительной толщине в пересчете на равномерную плотность. Что же
касается протяженности Вселенной, то 5 X Ю17 миль превосходит реальную
величину по крайней мере Па пять порядков; во всяком случае она, видимо,
основана на Значении g, произвольно заниженном Расселлом в 10~5 раз. Тем
