科学家讨论三体问题背后的物理和数学

Netflix 的科幻电视剧《3 Body Problem》改编自中国计算机工程师刘慈欣的《追忆地球的过去》三部曲，向观众介绍了先进的物理学概念，讲述了一个涉及警察调查工作、国际阴谋和迫在眉睫的威胁的悬疑故事。外星人入侵。然而， 《三体问题》的故事与它所基于的科学有多紧密?该剧的名字来源于三体问题，这是一个长期以来被认为无法解决的物理学数学问题。

“三体问题是经典力学和天体力学中一个非常著名的问题，它可以追溯到艾萨克·牛顿，”弗吉尼亚理工大学的物理学家 Djordje Minic 博士说。

“它涉及三个天体通过引力相互作用——即牛顿万有引力定律。”

“与地球-月球或地球-太阳等二体系统运动的数学预测不同，三体问题没有解析解。”

“19世纪末，伟大的法国数学家亨利·庞加莱对三体问题的研究催生了所谓的混沌理论和蝴蝶效应的概念。”

小说和 Netflix 节目都包含了三体问题的可视化：太阳系由三颗恒星组成，三颗恒星相互绕着不稳定的轨道运行。

弗吉尼亚理工大学航空航天工程师兼数学专家肖恩·罗斯博士说：“目前还没有已知的三颗大质量恒星的配置可以维持不稳定的轨道。”

“大约 20 年前，出现了一个重大突破，当时发现了三体问题的八字形解决方案，其中三个大小相等的恒星在八字形的轨道上相互追逐。”

“事实上，刘慈欣在他的书中提到了这一点。”

“在这一发展的基础上，其他数学家找到了其他解决方案，但每种情况下的运动都不是混乱的。”

“第四个天体，一颗行星，更不可能在这个由三颗恒星组成的系统周围运行，无论多么不稳定——它要么与一颗恒星相撞，要么被从系统中弹出。”

“因此，书中的情况将是‘四体问题’的解决方案，我认为它没有完全正确的环来用作标题。”

“此外，即使在类地行星上，稳定的气候也是不可能的。”

“根据最新的统计，创造一个支持我们所知的生命的类地行星至少需要一百个独立因素。”

“我们很幸运，拥有地球历史上大约一万年最稳定的气候，这让我们认为气候稳定是常态，但事实上，这是例外。”

“这可能并非巧合，这与先进人类文明的崛起相对应。”