三体|三体人有救了 只要等得够久就会有一个太阳被甩出去
刘慈欣的科幻小说《三体》，让很多人知道了“三体问题”这一世纪难题 。
这个问题，最初由牛顿提出 。
当时，在用万有引力定律解释了行星(如地球)如何绕太阳运动的“二体问题”后，牛顿又想到了一个进阶问题：
在太阳和地球的双重影响下，月球如何绕地球运动？
于是，他在《自然哲学的数学原理》中提出了三体问题：
三个可以视为质点的天体，在其相互之间的万有引力作用下，应该如何运动？
牛顿的经典力学，描述了一个决定论的世界 。拉普拉斯曾断言：“只要知道宇宙中所有粒子的当前位置和速度，原则上就有可能预测任何时刻的情况 。”
本以为只是二体问题之上再加一个体而已，很快就能解决 。
没想到，牛顿根本找不到这个问题的通用解！
几代科学家经过努力，也只找出三体问题在一些限制条件下的特殊解 。
例如位于非等边三角形顶点的三个等质量质点，在初速度为0时的运动规律，几乎毫无章法 。
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牛顿之后，欧拉、拉格朗日、泊松等许多数学家都向三体问题发出挑战，但依然找不出它的通用解 。
三体问题难在哪里？
其实，早期的科学家根本没有意识到，他们试图解决的三体问题难度有多么恐怖 。
【三体|三体人有救了 只要等得够久就会有一个太阳被甩出去】直到1885年，瑞典数学杂志Acta Mathematica举办了一次国际数学大赛，其中第一道题是比三体问题还难的N体问题 。
对于一个根据牛顿定律相互吸引的多质点系统，假设没有两点发生过碰撞，请找出各点坐标在已知时间函数中的序列展开，在任意时间段内均匀收敛 。
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翻译一下就是：太阳系稳定吗？会把我们的地球甩出去吗？
时年29岁的法国数学家庞加莱接受了这一挑战 。二体问题此前已被牛顿解决，于是庞加莱从限定条件下的三体问题入手：
假设其中两个质点的质量足够大，使得第三个质点的质量对前两个不造成影响（有点像是研究两个行星和一粒灰尘之间的相互作用） 。
这还不够，再把它们的运动都限制在同一个平面上 。
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△庞加莱手稿
怎么样，够简化了吧 。
可是庞加莱用了整整三年时间也没得出完整结果，只是解出了一些特殊情况 。最后赶在大赛截止日期前提交了论文，还成功胜出，领到了奖金，美滋滋 。
然而在论文出版之前，审稿人对论文的某一部分看不太明白，写信向庞加莱请教 。
庞加莱细化自己的论证时，却发现了致命错误，赶紧联系出版社撤回已经印刷的论文，又把奖金全赔进去了 。
在修订论文的过程中，庞加莱发现了三体系统对初始条件的敏感依赖性 。
即使完全知道了运动的规律，初始条件的细微差别，有时也会造成系统随后运动的极大不同，使长期预测变得不可能 。
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这个现象后来被称为混沌 。
这就是《三体》小说中三体人面临的生存难题了——
在那个世界中，太阳有3个 。
由于三个太阳运动轨迹的混沌性，三体人会遭遇昼夜季节无规律更替的“乱纪元”，极端天气带来严苛的生存环境让三体文明不断地毁灭 。
现实地球上的天气变化虽然没那么危险，但也是混沌系统 。
气象学家洛伦兹用“蝴蝶效应”来解释这种现象，即蝴蝶扇动翅膀造成初始条件的微小差异，经过时间的放大都会造成剧烈的变化 。
后来，有了计算机的帮助，科学家们能够计算出更多三体问题中，一些存在周期性的特殊解 。
如2017年，来自上海交大的研究团队就利用超级计算机，一口气发现了600多个全新的周期解 。
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但三体问题的通用解，还笼罩在混沌的阴影下 。
这次做出了什么突破？
既然是混沌系统，那就没办法了 。
但并不意味着“三体系统”就研究不了——
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