孤子又叫孤立子。对孤立子的更深入研究发现，孤立子不仅像原子或分子，而且更像基本粒子，这表现在：
1．孤立子不仅具有质量、能量和动量特征，而且还具有电荷特征。
2．孤立子有的像光子、电子、质子那样，稳定而不衰变，有的像中子、πo介子、μ子那样可以衰变，具有衰变性不稳定性。
3．和基本粒子都存在其反粒子一样，孤立子也都存在其相应的反孤立子。
4．对应于运动方程的种种对称性，孤立子也存在相应的守恒定律，如动量守恒、能量守恒和“粒子数”守恒等等。
孤立子原本是波，但却具有粒子的特性，而物质粒子原本是粒子，但却具有波的特性。两者原本风马牛不相及，但却具有共同的属性—“波粒二象性”。人们曾确信，孤立子和物质粒子之间一定存在某种必然联系，并预料孤立子必将在基本粒子研究中起到独特的作用。但是，由于孤立子解只存在于非线性微分方程中，而非线性微分方程没有一般解法,孤立子解很难找到,尤其对于多维孤立子的研究目前还只是刚刚起步，并且对多维孤立子的研究更加困难，人们对基本粒子的了解远多于孤立子，因而，借用孤立子理论还难以对基本粒子作出完备的描述。
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第1个回答 2022-05-22
孤子（Soliton）又称孤立波,是一种特殊形式的超短脉冲,或者说是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波.有人把孤子定义为：孤子与其他同类孤立波相遇后,能维持其幅度、形状和速度不变.
孤子这个名词首先是在物理的流体力学中提出来的.1834年,美国科学家约翰·斯科特·罗素观察到这样一个现象：在一条窄河道中,迅速拉一条船前进,在船突然停下时,在船头形成的一个孤立的水波迅速离开船头,以每小时14～15km的速度前进,而波的形状不变,前进了2～3km才消失.他称这个波为孤立波.
其后,1895年,卡维特等人对此进行了进一步研究,人们对孤子有了更清楚的认识,并先后发现了声孤子、电孤子和光孤子等现象.从物理学的观点来看,孤子是物质非线性效应的一种特殊产物.
从数学上看,它是某些非线性偏微分方程的一类稳定的、能量有限的不弥散解.即是说,它能始终保持其波形和速度不变.孤立波在互相碰撞后,仍能保持各自的形状和速度不变,好像粒子一样,故人们又把孤立波称为孤立子,简称孤子.
由于孤子具有这种特殊性质,因而它在等离子物理学、高能电磁学、流体力学和非线性光学中得到广泛的应用.
1973年,孤立波的观点开始引入到光纤传输中.在频移时,由于折射率的非线性变化与群色散效应相平衡,光脉冲会形成一种基本孤子,在反常色散区稳定传输.由此,逐渐产生了新的电磁理论——光孤子理论,从而把通信引向非线性光纤孤子传输系统这一新领域.光孤子（soliton）就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲.利用光孤子特性可以实现超长距离、超大容量的光通信.
孤子这个名词首先是在物理的流体力学中提出来的.1834年,美国科学家约翰·斯科特·罗素观察到这样一个现象：在一条窄河道中,迅速拉一条船前进,在船突然停下时,在船头形成的一个孤立的水波迅速离开船头,以每小时14～15km的速度前进,而波的形状不变,前进了2～3km才消失.他称这个波为孤立波.
其后,1895年,卡维特等人对此进行了进一步研究,人们对孤子有了更清楚的认识,并先后发现了声孤子、电孤子和光孤子等现象.从物理学的观点来看,孤子是物质非线性效应的一种特殊产物.
从数学上看,它是某些非线性偏微分方程的一类稳定的、能量有限的不弥散解.即是说,它能始终保持其波形和速度不变.孤立波在互相碰撞后,仍能保持各自的形状和速度不变,好像粒子一样,故人们又把孤立波称为孤立子,简称孤子.
由于孤子具有这种特殊性质,因而它在等离子物理学、高能电磁学、流体力学和非线性光学中得到广泛的应用.
1973年,孤立波的观点开始引入到光纤传输中.在频移时,由于折射率的非线性变化与群色散效应相平衡,光脉冲会形成一种基本孤子,在反常色散区稳定传输.由此,逐渐产生了新的电磁理论——光孤子理论,从而把通信引向非线性光纤孤子传输系统这一新领域.光孤子（soliton）就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲.利用光孤子特性可以实现超长距离、超大容量的光通信.
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