三体为什么被央视批评问题有解吗？

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2023-03-12 17:28 标签： 三体为什么被央视批评
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我以前看这个问题的时候也觉得，这个问题用计算机模拟一下，然后通过观测三体真实运动情况，不断修改最初的模拟数据，从而使得我们的初始数据无限逼近于真实三体运动的初始数据不就好了么。
但是在网上搜了一下 事情好像没有那么简单。我这边就说说自己的理解，纯属基于个人爱好，十分的不专业。但不专业的才能让大家看得懂不是么（手动狗头）
原因一是 三体运动是个混沌系统，意味着在长期来看，他会把无比微小的初始数值扰动放大到很显著的地步（最有名的例子就是那个 混沌蝴蝶）。所以，就算模拟出来了让初始数据无限逼近于真实初始数据，在长期来看预测还是不准的，因为无限逼近不等于完全一样，只要不一样
长期来看混沌系统就会把这微小的“不一样”变成结果大相径庭。而且这个观察加模拟的过程也是需要时间的，意味着虽然你的初始数据变得更精准了，但是时间拉的更长了，所以最终的模拟结果还是不准确，因为原来是：短期+粗糙初始数据-->不准确结果；现在是：长期+精确初始数据-->不准确结果。
原因二是
不光这种模拟方法上会有问题，在实际操作起来也有问题。我们可以模拟的一个前提是：我们观测的数据是准确的，这样才能去跟据准确观测数据去修改初始模拟值。但实则不然，由于宇宙各种因素的扰动，导致我们观测到的数据和实际数据之间有所偏差。（举个和三体无关的例子：想测一个恒星的亮度，但中间会有星际尘埃等各种东西对观测结果进行影响，导致我们测不准）既然我们连测都测不准，那拿观测数据再回去修改模拟初始数据就不能实现了。
除了三体运动是混沌系统外，还有一些运动也是简单一些的混沌系统，比如双摆运动。（我还买了个双摆去研究 哈哈哈哈）。当时我在想，双摆运动这么简单的运动，两个摆的质量 长度都是一定的，这也能是混沌系统？理论上，在无限长的时间内，双摆系统肯定会遍历他的所有可能状态。出现和过去一样的状态的时候，我们直接调用过去出现这一状态之后的观测数据不就可以预测双摆的运动了？
但是还真不能，一是因为观测的数据不精确，所以当我们把实际数据的精度调到无限大的时候，其实双百的所有可能状态是无限多个，那么，我们刚刚的假设“在无限长的时间内，双摆系统肯定会遍历他的所有可能状态”就是错误的，他不会有一个状态是正正好好不多不少的就是以前出现过的状态的，可能只是差了0.000000001的角度，可能是差了0.000000000000001的速度，但不管怎么样
这么微小的误差就会导致长期的预测不准确，而这也是研究三体问题时遇到的问题。
（以上回答纯属个人理解，想了一晚上想出来的，应该不是问题的全貌而是问题的一部分，如果大家还有补充，欢迎讨论（不过不要整公式之类的，我个学经济的看不懂拓扑传递性这些 哈哈哈哈））
还有，为什么我有这个研究三体问题的个人兴趣呢？因为我是大刘铁粉呀！看过大刘的所有作品，推推我曾经写的 大刘作品推荐
发布于 2022-01-02 16:46查看全部 3 个回答
乐知天命 2020-02-24 18:39:32
好评回答
三体问题目前理论上无解。三体问题，天体力学中的基本力学模型。研究三个可视为质点的天体在相互之间万有引力作用下的运动规律问题。这三个天体的质量、初始位置和初始速度都是任意的。在一般三体问题中，每一个天体在其他两个天体的万有引力作用下的运动方程都可以表示成3个二阶的常微分方程，或6个一阶的常微分方程。因此，一般三体问题的运动方程为十八阶方程，必须得到18个积分才能得到完全解。然而，目前还只能得到三体问题的10个初积分，还远不能解决三体问题。由于三体问题不能严格求解，在研究天体运动时，都只能根据实际情况采用各种近似的解法，研究三体问题的方法大致可分为3类：第一类是分析方法，其基本原理是把天体的坐标和速度展开为时间或其他小参数的级数形式的近似分析表达式，从而讨论天体的坐标或轨道要素随时间的变化；第二类是定性方法，采用微分方程的定性理论来研究长时间内三体运动的宏观规律和全局性质；第三类是数值方法，这是直接根据微分方程的计算方法得出天体在某些时刻的具体位置和速度。这三类方法各有利弊，对新积分的探索和各类方法的改进是研究三体问题中很重要的课题。 成熟仔 2022-01-19 18:06:21
2018-04-22 12:42--阅读 · --喜欢 · --评论
众所周知，在三体中作者描述了一个力学问题：
假设三个质点，了解其质量，位置，以及某一时间点其速度矢量。
是否在只考虑万有引力的作用下，难道我们真的无法靠计算预测之后三质点的轨迹方程？
“三体问题”历史悠久，在17世纪80年代就被科学家提出了。当时，一代科学巨匠艾萨克·牛顿运用引力理论正确预测两个互相吸引的天体(比如太阳和地球)的运动规律——它们的轨道基本是椭圆形，并且能够在知道它们的质量、初始位置和初始速度的前提下，通过公式计算出它们将来各自所处的位置。既然，两个天体的运动可以计算，那么三个天体可不可以计算呢？出人意料的是，虽然只增加了一个天体，却使得问题的复杂程度增加了上千万倍。聪明如牛顿也没有能够在有生之年给出答案。
随后，科学家们为解决三体问题绞尽脑汁。1887年，德国数学家海因里希·布伦斯在经过了大量的计算和思考之后，不得不同时也很聪明地承认：寻找三体问题的普通解注定是无用功，三体问题没有普通解，只可能存在特定条件下成立的特殊解。
1889年，法国数学家亨利·庞加莱计算出三体问题的第一个特殊解。在他的计算中，三个天体中，有一个天体的质量与其他两个天体的质量相比，小到可以忽略，于是就将三体问题简化成了“限制性三体问题”。即便如此，它的解的形态也是非常复杂的，以至于对于给定的初始条件，几乎没有办法预测当时间趋于无穷时这个轨道的最终命运。
此后，更多的科学家加入到“三体问题”的解答中，我们所熟知的很多科学家都曾经为“三体问题”伤透了脑筋。到20世纪末，科学家们只找到了“三体问题”的3族周期性特殊解。其中一族解比较简单，就是三个天体等距离地在圆形轨道上运动，就像旋转木马那样；另一族解比较复杂，两个天体在里面横冲直撞，第三个天体在它们外围做环绕运动；还有一族解，三个天体在一条“8”字形的轨道上互相追逐。
“三体问题”为什么这么难呢？主要原因在于三个天体在空间中的分布可以有无穷多种情况，这就使得需要考虑的因素太多太多，计算之大，超乎想象。
但是科学家们从来没有放弃过。
2013年，塞尔维亚物理学家米洛万·舒瓦科夫和迪米特拉·什诺维奇借助电脑，发现了新的13族特殊解。三体问题特殊解由此扩充到16族，这一新发现令科学界欢欣鼓舞。一般认为，三体问题的运动方程为十八阶方程，必须得到18个积分才能得到完全解。1941年，西格尔已经证明了不可能找全这个十八阶的微分方程租。理论上的不能找全，因此，距离三体问题的完全解决，还有很漫长的路要走。
小说中三体世界里最靠谱的办法就是：使用计算机设计算法来模拟三体运动。
“……我想到了，用电元件！用电元件做成门电路，组成计算机！那样计算机的速度要快许多倍！体积也要小许多，估计用一幢小楼就放下了……陛下，您在听我说吗？” 秦始皇挥着长剑砍向冯·诺伊曼。
有一点需要说明：但凡计算都是有误差的。通过算法，可以模拟出一段时间内的三体运动，但无法实现永远。因为误差是会累积的，尽管每次运算的误差可能很小，但经过很多次的累积后，就会导致运算结果与实际大相径庭。
资料选自作者：萧星寒：https://www.zhihu.com/question/35025389/answer/63283904
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