3.3. ФИЗИЧЕСКИЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ С ХАОТИЧЕСКИМИ СИСТЕМАМИ
ПЕРВЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ХАОТИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ
Раньше исследователи электрических и механических колебаний редко упоминали о незатухающих непериодических колебаниях, если не считать задач о турбулентности в жидкости. Это не значит, что хаотических движений не было. Дело в том, что экспериментаторы не были готовы увидеть их. Под влиянием теоретиков инженера или физика-экспериментатора учили искать в физическом эксперименте резонансы и периодические колебания, а все остальные движения обозначались словом «шум».
Рассуждая о причинах явной близорукости экспериментаторов прошлого века по отношению к хаотическим явлениям, Джо Келлер, математик из Станфордского университета, отмечает, что полнота и изящество теории линейных дифференциальных уравнений объясняют преобладание связанных с ними представлений в об учении большинства ученых и инженеров.
Тем не менее в литературе можно найти примеры наблюдения непериодических колебаний. Здесь мы упомянем три таких примера. Во-первых, Ван дер Поль и Ван дер Марк [203] в конце статьи колебаниях в цепи с электронной лампой делают следующее заме чание: «Часто перед скачком частоты в телефонном приемнике слышен нерегулярный шум». Объяснение этому явлению предложено не было, и в классических исследованиях осциллятора Ван дер Поля больше не упоминалось о «нерегулярных шумах».
Еще об одном наблюдении нестационарных колебаний сообщалось Эвснсоном [34] в техническом докладе НАСА о колебаниях оболочек. Хотя основной целью его исследования вначале были нелинейные колебания упругих цилиндрических оболочек, и аналоговое моделирование и эксперимент обнаружили, что при достаточно сильном возбуждении возникают нестационарные колебания. Вероятно это наблюдение не единственно и в литературе можно найти еще много примеров хаоса, описанных парой строчек, погребенных в статьях о периодических колебаниях.
В более поздней работе [195] рассматриваются нелинейные колебания изогнутого стержня. Этот стержень был жестко закреплен обоих концов и сжимался до изгиба. Возникала арочная структура. Когда затем стержень заставляли колебаться поперек своей длины и сила воздействия увеличивалась, происходил его резкий прогиб. В этом режиме наблюдался субгармонический отклик, а также перемежаемые колебания. Впрочем, в статье рассматривались только периодические колебания.
Многие читатели, возможно, вспомнят примеры похожих явлений из собственных экспериментов или инженерной практики. Хаотический шум всегда присутствовал в промышленных или экспериментальных установках, но до недавнего времени мы не располагали моделями и математическими методами его описания и анализа.
