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
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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