Вся правда о русалках

Две кварк-русалки Еq1, и Еq2 дают вместе одну нормальную русалку, чья энергия Ер плюс неизбежная потеря энергии, израсходованной на преображение, равняется сумме их первоначальных энергий.

Остается добавить, что все приведенные здесь уравнения можно было бы записать с использованием единиц массы, а не энергии, потому что они связаны между собой открытым Эйнштейном наипростейшим законом E0=m0c2, где m0 — масса покоя частицы, а с — скорость света в вакууме.

А теперь хотя бы чуть-чуть, совсем немножко, следует рассказать о солитоне, поскольку эта волна в последние десятилетия «привела в волнение» многие умы. Что же это за странная волна? Все мы знаем обычные волны — приятно ведь покачиваться на них в полосе прибоя. И при этом мурлыкать мужественную песню Густава Эрнесакса, в которой весьма тонко подмечено: «Поднимается волна, опускается волна». Наблюдение поэтичное и вместе с тем научно точное. Математическое уравнение описывает обычную периодическую волну с такой же прелестной поэтической образностью:

Уступая подробный разбор уравнения справочникам по гидродинамике, отметим лишь, что величина «dn» суть эллиптическая функция Якоби, a E(s) и К (s) — эллиптические интегралы. Если же теперь возникает положение S=1, то уравнение описывает солитон и принимает еще более элегантный вид:

Тут-то и начинает свое движение по поверхности воды одинокая, вырвавшаяся на волю «котомка» (во всяком случае, сравнение скромной полоскуньи-тряпичницы самое образное и точное из всех до сих пор предложенных), которая, раз поднявшись из строки приснопамятной песни, более уже не останавливается и не опускается.

Солитон первым описал лорд Скотт Рассел, который в первой половине прошлого столетия, гарцуя в одно прекрасное утро по берегу маленького канала, заметил это своеобразное образование на воде. Тут же пришпорил он своего чистокровного жеребца и понесся вдоль канала вровень с волной. Своими впечатлениями он делится с нами в статье „Report on waves" (1844). Разумеется, лорду и в голову не пришло поблагодарить за редкостное зрелище русалок, однако, будучи добросовестным исследователем, он не забыл выразить признательность своему скакуну, чуть ли не возведя его в соавторы своего труда; без верного четвероногого помощника лорд и впрямь не уследил бы за волной.

Проходит полстолетия, и статья Скотта Рассела попадает в руки фламандского математика Кортевега. Он-то и предложил приведенные выше весьма привлекательные уравнения. Его труд „On the Change of Form of long Waves advancing in a rectangular Channel and on a new Type of long stationary Waves" увидел свет в 1895 году. Этот гениальный труд тоже более полустолетия находился в забвении. Ныне же уравнение Кортевега — де Врие оказалось в центре внимания физиков и метеорологов, инженеров-строителей, исследователей арочных перекрытий и многих других. Это уравнение посредством различных своих решений объясняет происходящие в горах таинственные авиакатастрофы, неожиданные разрушения куполообразных строений и даже загадочные болезненные явления в человеческом организме.

Интерес к уравнению, разумеется, подогрел интерес к личности самого Кортевега. Кто такой Кортевег? Кто такая де Врие? Историки науки тут же стали искать ответ на эти вопросы. Выяснилось, что Д. И. Кортевег был скромным профессором математики, работавшим в нескольких университетах Бельгии и Голландии и опубликовавшим на протяжении своей жизни одну-единственную статью — вышеозначенную… Еще более загадочна личность де Врие. Известно лишь, что математиком она не была и что ее связывали с Кортевегом внебрачные отношения. Тем не менее Кортевег опубликовал свой труд как плод творчества двух авторов. Почему?.. Мы не спешим выдвигать гипотезы. Впрочем, не мешало бы кое-что узнать и о лошади Рассела…

Особенно много работ, связанных с уравнениями Кортевега — де Врие, опубликовали исследователи физики моря, то есть океанологи. Выяснилось, что странный солитон в огромной степени влияет на циркуляцию водных масс, а она, в свою очередь, является ключом к долгосрочным прогнозам погоды, которые не очень-то даются нашим доблестным метеорологам даже в век электроники и компьютеров. Одна из работ, которую непременно следует прочесть тем, кого интересует физика моря или физика русалок, вышла в Стокгольме в 1969 году[6] .

Поскольку значение солитона велико, а искусственно такую волну пока еще не удалось получить ни в одной лаборатории мира, то один из трех вышеперечисленных физиков проявил большой интерес к метаморфозам русалок и даже высказал мнение, что если бы мы знали количество русалок на единице площади и среднюю частоту их метаморфоз, то был бы сделан большой шаг вперед в составлении долгосрочных прогнозов погоды.