Одна из сложнейших математических задач – исследование солитонов...

Знание – силаFan

Николай Кудряшов: «Солитон – это и волна, и частица»

В международном научном журнале «Chaos, Solitons and Fractals», втором по значимости журнале математической физики с квартилем Q1, вышла статья Николая Кудряшова «Солитоны иерархии комплексного модифицированного уравнения Кортевега – де Фриза».

Ксения Ерохина

Николай Алексеевич Кудряшов

Исследование солитонов (структурно устойчивых уединённых волн) – одна из сложнейших математических задач, имеющая большие перспективы. И интересную историю.

«До второй половины 1960‑х годов не знали, как решать задачу Коши для уравнений, не преобразующихся к линейному виду. А в 1965 году американские математики Мартин Крускал и Норман Забуски провели вычислительный эксперимент по взаимодействию уединенных волн, которые назвали «солитонами», – рассказывает Николай Алексеевич Кудряшов. – И получили совершенно парадоксальный результат – действия солитонов очень похожи на поведение частиц или даже на действия людей: двигающаяся с большей скоростью большая уединенная волна догоняет меньшую уединенную волну, двигающуюся с меньшей скоростью, они взаимодействуют, потом разбегаются, не меняя формы и скорости. Единственно что – они на какой-то момент задерживаются, как бы «поговорили друг с другом» и разбежались. Оказалось, что это явление встречается во многих областях физики, где пытаются учесть нелинейность и дисперсию (разбегание волн) – в физике плазмы, физике твердого тела, оптике, сверхпроводимости. Самый простой пример – с его помощью можно описать даже некоторые волны на воде, например, цунами».

В истории с открытием солитонов есть не только математика, но и кораблестроение, и география, и… поэзия.

В 1895 году голландский математик, механик и астроном Дидерик Кортевег1 и его аспирант Густав де Фриз впервые математически объяснили явление, отмеченное в 1844 году в статье британского ученого и кораблестроителя Джона Скотта Рассела2, который изучал волны с целью улучшения форм кораблей и в середине XIX века построил на основе своих исследований пароход «Great Eastern», ставший триумфом технического мастерства того времени. Экспериментальное открытие Рассел сделал в 1834 году, а произошло это почти случайно, когда он проводил испытания баржи на канале Форс-энд-Клайд, который разрезает Шотландию на две части. А именно – две лошади тянули баржу по каналу, а Рассел, сидя на третьей, следовал за ними по берегу. Вдруг пару лошадей что-то напугало, они понесли, веревка порвалась, судно остановилось, и перед ним пошла вперед небольшая волна от носовой части. Рассел, обладавший необыкновенной наблюдательностью, заинтересовался этим явлением и поехал по берегу за волной, чтобы проследить за ее изменениями. В течение десяти лет он много раз повторял этот эксперимент уже намеренно, то есть наблюдал и исследовал движение уединенной волны на поверхности воды. Свои выводы он опубликовал в 1844 году в «Докладе о волнах», но его раскритиковали, и долгое время его работа не вызывала интереса. Особенно «постарался» родоначальник современной гидродинамики Джордж Габриель Стокс, обозвав научные изыскания Рассела «чепухой».

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

Социология утопии, или Почему у Стругацких в их «Мире Полудня» нет котиков и попугайчиков Социология утопии, или Почему у Стругацких в их «Мире Полудня» нет котиков и попугайчиков

Почему на Прекрасной Земле Будущего полностью отсутствуют домашние питомцы

Знание – сила
Жизнь начинается с растений Жизнь начинается с растений

Как экстремальные условия трансформируют существующие экологические формы

Наука и жизнь
Огненная саламандра Огненная саламандра

Мифический «дух огня» с точки зрения биологии

Вокруг света
Император железных дорог Император железных дорог

Двенадцать лет назад за этой железнодорожной историей следил весь мир

ТехИнсайдер
Самые быстрые Самые быстрые

Когда речь заходит о скорости, победитель может быть только один

ТехИнсайдер
Устаревшие технологии Устаревшие технологии

Вахта на Европе длится долго. Всё приедается

Наука и жизнь
Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера Рихард Зорге: Самый успешный разведчик по версии Эдгара Гувера

Легендарный Рихард Зорге: «”Висбаден” всегда на связи»

Знание – сила
Первые шаги стратегической авиации Первые шаги стратегической авиации

О том, ценой какого труда, в каких муках рождалась стратегическая авиация

Наука и техника
ИИ — иллюзия интеллекта? ИИ — иллюзия интеллекта?

Что же такое искусственный интеллект? Какие опасности он может таить?

Наука и жизнь
В борьбе за экологию В борьбе за экологию

Чем станет повышение ставок экосбора на упаковку

Агроинвестор
Суда-ветераны Суда-ветераны

Возраст большинства речных судов в России превышает 50 лет

Наука и техника
Тучерезы Тучерезы

Какие современные здания имеют шансы пережить столетия?

ТехИнсайдер
Ненасытный интеллект Ненасытный интеллект

Создание ИИ следующих поколений столкнулось с неожиданным препятствием

ТехИнсайдер
Тувинская «долина царей» – кладбище вождей азиатской Скифии Тувинская «долина царей» – кладбище вождей азиатской Скифии

Археология постепенно заставляет тувинскую «долину царей» открывать свои тайны

Знание – сила
Ставка давит на инвестиции Ставка давит на инвестиции

Какие макроэкономические факторы сдерживают рост агросектора

Агроинвестор
Биосфера и пластик Биосфера и пластик

Когда-нибудь ученые, наверное, будут выделять пластиковый век

Наука и техника
В «Зеленой Долине» разместится 40 тыс. голов КРС В «Зеленой Долине» разместится 40 тыс. голов КРС

Агрохолдинг «Зеленая Долина» возведет крупнейший в Европе молочный комплекс

Агроинвестор
Три кита пивной отрасли Три кита пивной отрасли

Как идет импортозамещение солода, хмеля и пивоваренного ячменя

Агроинвестор
Скифы: наследие, не расшифрованное до конца Скифы: наследие, не расшифрованное до конца

Скифы – народ, о которых мы знаем многое, но почти ничего не понимаем

Знание – сила
Золотая жила для агроинвестора Золотая жила для агроинвестора

Сколько стоит зайти на рынок готовой еды

Агроинвестор
Жизнь с начала времён Жизнь с начала времён

Как «каменные страницы» отражает биографию планеты Земля

Наука и жизнь
Учимся понимать наши растения Учимся понимать наши растения

Кажется, чего уж проще: полить цветы. Но и здесь есть ряд тонкостей...

Наука и жизнь
Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики Биосигнатуры и их разоблачение: жизненно важные улики

Судить о возможном существовании иной жизни приходится по косвенным признакам

ТехИнсайдер
Математические фронты Великой Отечественной войны Математические фронты Великой Отечественной войны

В 1930-х годах в России сформировалась плодотворная математическая жизнь

Наука и техника
Искусственный интеллект смотрит в небо Искусственный интеллект смотрит в небо

Как технологии ИИ стали единственным средством для изучения космических глубин

Наука и жизнь
Масложировая отрасль снова идет на рекорд Масложировая отрасль снова идет на рекорд

Валовой сбор масличных может превысить 34 млн т

Агроинвестор
Будьте здоровы Будьте здоровы

Наночастицы для борьбы с раком и уникальная операция в Казани

Знание – сила
Удивительный и животворный трепанг Удивительный и животворный трепанг

Древние императоры пили настой трепанга как эликсир молодости и долголетия

Знание – сила
Ежевичный холм и его обитатели Ежевичный холм и его обитатели

Выход жизни на сушу – вопрос, интересующий не только специалистов

Наука и техника
Достоевский и раненая самость Достоевский и раненая самость

Психологическая анатомия духовного напряжения

Знание – сила
Открыть в приложении