“负负得正”
那么,为什么一般非线性方程的解不能“叠加”,而孤立子却能保持相对稳定呢?
人们发现,具有孤立子解的方程都是非线性色散波动方程。所谓“波动方程”,是指这种方程描写的是大自然的波动过程。所谓“色散”,是指这些波动过程的各组成部分具有不同的频率,它们以不同的速度运动,这样,波行进了一段距离后,就变得“支离破碎”了。由此可见,色散是一种破坏波动过程的因素。
同样,非线性也是一种破坏波动过程的因素,因为非线性会使波动的高频率不断积累,导致这种波在行进过程中变得越来越陡峭而最终发生破碎,就像我们通常看到的白帽浪在海面破碎那样。
但是,当“色散”和“非线性”这两种破坏因素巧妙结合在一起的时候,“非线性”的高频率积累效应被“色散”的频率分散效应所抵消,它们相互制约,相互平衡,“负负得正”,竟成功地保持了波形的稳定不变,这不能不说是大自然的一个造化。