Можно упомянуть об одной особенности изложения материала книги. В некоторых разделах сделана попытка использовать элементы системного подхода: освещаются различные стороны проблем и совершаются экскурсы в смежные области. Такой прием делает эти разделы и книгу в целом интереснее и познавательнее. Однако при этом задача автора становится существенно более трудной. Некоторые мысли могут показаться читателю излишне усложненными, другие -- несколько поверхностными. Отдельные тезисы, вероятно, вызовут дополнительные вопросы, ответ на которые можно попробовать найти в специальной литературе (небольшой список рекомендуемой читателю литературы приведен в конце книги). Однако автор очень надеется, что некоторые эксперименты в изложении материала книги все же оказались удачными.
В книге использована международная система единиц (СИ). О внесистемной единице энергии ускоренных электронов -электрон-вольте (эВ), которая широко применяется в ядерной физике наряду с СИ и без которой не мог обойтись и автор этой книги, говорится на с. 15.
Автор благодарен доктору технических наук, профессору Е.А. Абрамяну за изучение рукописи и предоставление дополнительного материала по тексту. Хотелось бы выразить признательность члену-корреспонденту АН СССР В.Д. Русанову за стимулировавшие работу обсуждения, доктору физико-математических наук, профессору А.А. Рухадзе за ценные советы и поддержку, доктору физико-математических наук А.А. Фридману за полезные замечания, доктору физико-математических наук Г.В. Шолину за многочисленные консультации и помощь в работе. Автор благодарит также доктора физико-математических наук, профессора А.Т. Фоменко, который выполнил иллюстрации, использованные в качестве заставок к главам.
В.А. Никеров
Часть. ИСТОРИЯ СОЛИТОНА 16
Г лава 1. 150 лет назад 17
Начало теории волн (22). Братья Веберы изучают волны (24). О пользе теории волн (25). О главных событиях эпохи (28). Наука и общество (34).
Глава 2. Большая уединенная волна Джона Скотта Рассела 37
До роковой встречи (38). Встреча с уединенной волной (40). Этого не может быть! (42). А все-таки она существует! (44). Реабилитация уединенной волны (46). Изоляция уединенной волны (49). Волна или частица? (50).
Глава 3. Родственники солитона 54
Герман Гельмгольц и нервный импульс (55). Дальнейшая судьба нервного импульса (58). Герман Гельмгольц и вихри (60). «Вихревые атомы» Кельвина (68). Лорд Росс и вихри в космосе (69). О линейности и нелинейности (71).
Часть II. НЕЛИНЕЙНЫЕ КОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ 76
Г лава 4. Портрет маятника 77
Уравнение маятника (77). Малые колебания маятника (79). Маятник Галилея (80). О подобии и размерностях (82). Сохранение энергии (86). Язык фазовых диаграмм (90). Фазовый портрет (97). Фазовый портрет маятника (99). «Солитонное» решение уравнения маятника (103). Движения маятника и «ручной» солитон (104). Заключительные замечания (107).
Глава 5 От маятников — к волнам и солитонам 114
Волны в цепочке связанных частиц (114). Отступление в историю. Семья Бернулли и волны (123). Волны Д'Аламбера и споры вокруг них (125). О дискретном и непрерывном (129). Как измерили скорость звука (132). Дисперсия волн в цепочке атомов (136). Как «услышать» разложение Фурье? (138). Несколько слов о дисперсии света (140). Дисперсия волн на воде (142). С какой скоростью бежит стая волн (146). Сколько энергии в волне (150).
Часть III. НАСТОЯЩЕЕ И БУДУЩЕЕ СОЛИТОНОВ 155 Глава 6. Солитоны Френкеля 155
Что такое теоретическая физика '('55). Идеи Я. И. Френкеля (158). Атомная модель движущейся дислокации по Френкелю и Конторовой (160). Взаимодействие дислокаций (164). «Живой» солитонный атом (167). Диалог читателя с автором (168). Дислокации и маятники (173). Во что превратились звуковые волны (178). Как увидеть дислокации? (182). Настольные солитоны (185). Другие близкие родственники дислокаций по математической' линии (186). Магнитные солитоны (191).
Глава 7. Второе рождение солитона 195
Может ли человек «дружить» с ЭВМ (198). Многоликий хаос (202). ЭВМ удивляет Энрико Ферми (209). Возвращение солитона Рассела (215). Океанические солитоны: цунами, «девятый вал» (227). Три солитона (232). Солитонный телеграф (236). Нервный импульс — «элементарная частица» мысли (241). Вездесущие вихри (246). Эффект Джозефсона (255). Солитоны в длинных джозефсоновских переходах (260). Элементарные частицы и солитоны (263). Единые теории и струны (267).
Приложения 279
Краткий иметой указатель 284
ПРЕДИСЛОВИЕ
К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
Многим, вероятно, встречалось слово «со-литон», созвучное таким словам, как электрон или протон. Научной идее, скрывающейся за этим легко запоминающимся словом, ее истории и творцам и посвящена эта книга.
Рассчитана она на самый широкий круг читателей, усвоивших школьный курс физики и математики и интересующихся наукой, ее историей и приложениями. Рассказано в ней о солитонах далеко не все. Зато большую часть того, что осталось после всех ограничений, я старался изложить достаточно подробно. При этом некоторые хорошо известные вещи (например, о колебаниях и волнах) пришлось представить несколько иначе, чем это сделано в других научно-популярных н вполне научных книгах и статьях, которыми я, конечно, широко пользовался. Перечислить их авторов и упомянуть всех ученых, беседы с которыми повлияли на содержание этой книги, совершенно невозможно, и я приношу им свои извинения вместе с глубокой благодарностью.
Особо я хотел бы поблагодарить С. П. Новикова i;i конструктивную критику и поддержку, Л. Г. Асла-мазова и Я. А. Смородинского за ценные советы, а также Ю. С. Гальперн и С. Р. Филоновича, которые внимательно прочли рукопись и сделали много замечаний,, способствовавших ее улучшению.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Глава 1. ЭЛЕКТРОНЫ И ЗАКОН КУЛОНА
1. Начнем с одного электрона
2. Кулоновские столкновения
3. Ионизация и возбуждение атомов и молекул
4. Разворот электронов при соударениях
ТЕОРИЯ ЛЕСНОЙ ПРОГУЛКИ
5. Длина пробега быстрых электронов
6. Учет теории относительности
7. О роли тормозного излучения
8. Каскад превращений
9. Примеры каскада
10. Когда в лесу многолюдно
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ В ПРИРОДЕ
11. Кое-что об аномальных явлениях
12. Электроны, магнитное поле и полярные сияния
13. Явления на разломах
КАК СДЕЛАТЬ ЭЛЕКТРОННЫЙ ПУЧОК
14. Ускорители электронов
15. Ионный пучок из электронного
16. Не только вперед
ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ И ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ
17. Что такое радиобиология
18. Защита от электронов
19. Защита электронами
20. Электронный луч стерилизует
ЭЛЕКТРОННЫЕ ПУЧКИ В ЦЕХУ
21. Прочность и прочее
22. Письмо по камню
23. Электронный гиперболоид
24. Электронный луч просвечивает
ПОИСК ПРОДОЛЖАЕТСЯ
25. Транспортировка энергий без проводов Лазеры на электронных пучках На пути к термоядерной энергетике Плазма плюс химия
Цена книги: 50руб.
