孤立子及其应用 SolitonsandtheirApplications 广州大学数学与信息 科学学院 尚 亚 东一、 孤立波的发现历史 1834 年8 月,英国科学家、造船工程师John ScottRussell 在运河河道上看到了由两匹 骏马拉着的一只迅速前进的船突然停止时 ,被船所推动的一大团水却不停止,它积 聚在船头周围激烈地扰动,然后形成一个 滚圆、光滑而又轮廓分明的大水包,高度 约为0.3 0.5 米,长约10 米,以每小时约 13 公里的速度沿着河面向前滚动。 罗素骑马沿运河跟踪这个水包时发现,它 的大小、形状和速度变化很慢,直到3 4 公里后,才在河道上渐渐地消失。罗素马 上意识到,他所发现的这个水包决不是普 通的水波。 普通水波由水面的振动形成,振动沿水平 面上下进行,水波的一半高于水面,另一 半低于水面,并且由于能量的衰减会很快 消失。他所看到的这个水包却完全在水面 上,能量的衰减也非常缓慢( 若水无阻力, 则不会衰减并消失) 。并且由于它具有圆润 、光滑的波形,所以它也不是激波。 罗素将他发现的这种奇特的波包称为孤立 波,并在其后半生专门从事孤立波的研究 。他用大