約·斯科特·羅素是英國科學(xué)家，他第一個發(fā)現(xiàn)孤子。孤子這個名詞首先是在物理的流體力學(xué)中提出來的。1834年，英國科學(xué)家約翰·斯科特·羅素觀察到這樣一個現(xiàn)象：在一條窄河道中，迅速拉一條船前進(jìn)，在船突然停下時，在船頭形成的一個孤立的水波迅速離開船頭，以每小時14～15km的速度前進(jìn)，而波的形狀不變，前進(jìn)了2～3km才消失。他稱這個波為孤立波。

其后，1895年，卡維特等人對此進(jìn)行了進(jìn)一步研究，人們對孤子有了更清楚的認(rèn)識，并先后發(fā)現(xiàn)了聲孤子、電孤子和光孤子等現(xiàn)象。從物理學(xué)的觀點(diǎn)來看，孤子是物質(zhì)非線性效應(yīng)的一種特殊產(chǎn)物。

從數(shù)學(xué)上看，它是某些非線性偏微分方程的一類穩(wěn)定的、能量有限的不彌散解。即是說，它能始終保持其波形和速度不變。孤立波在互相碰撞后，仍能保持各自的形狀和速度不變，好像粒子一樣，故人們又把孤立波稱為孤立子，簡稱孤子。

由于孤子具有這種特殊性質(zhì)，因而它在等離子物理學(xué)、高能電磁學(xué)、流體力學(xué)和非線性光學(xué)等領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。

1973年，孤立波的觀點(diǎn)開始引入到光纖傳輸中。在頻移時，由于折射率的非線性變化與群色散效應(yīng)相平衡，光脈沖會形成一種基本孤子，在反常色散區(qū)穩(wěn)定傳輸。由此，逐漸產(chǎn)生了新的電磁理論——光孤子理論，從而把通信引向非線性光纖孤子傳輸系統(tǒng)這一新領(lǐng)域。光孤子（soliton）就是這種能在光纖中傳播的長時間保持形態(tài)、幅度和速度不變的光脈沖。利用光孤子特性可以實現(xiàn)超長距離、超大容量的光通信。

孤子隧道

甚至磁場亦可具有孤子行為，這時孤子表現(xiàn)出另一個顯著特征——“開隧道”的能力。

一般而言，磁場能十分容易地穿過一塊金屬。這就是能夠把釘子掛在磁鐵一端，然后用這枚 釘子吸起另一枚釘子的原因。但在超導(dǎo)金屬中，磁的“透明性”被突然關(guān)閉。在臨界溫度處 ，即金屬轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體(它本身是一個孤子)的那點(diǎn)處，可以發(fā)現(xiàn)磁場突然不能進(jìn)入其中。

然而，若這一磁場變得再強(qiáng)一些、再大一些，則磁場中會存在一點(diǎn)，在此處將產(chǎn)生孤子式磁渦旋，它能滲透或開隧進(jìn)入超導(dǎo)體。實際上，這是一個孤子穿過另一個孤子。