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[涨姿势] 什么是三体问题？

作者：精品下载站 日期：2024-12-13 16:32:12 浏览：14 分类：涨姿势

什么是三体问题？

这个问题在现代科学诞生之际就被发现了，从那时起它就一直令人困惑。

[涨姿势] 什么是三体问题？

绕两颗恒星运行的行星是三体问题的完美例子。

图片来源：点状雪人/Shutterstock.com 

随着Netflix根据刘慈欣广受好评的小说改编的《三体问题》的上映，我们看到很多人问三体问题到底是什么。因此，请与我们一起踏上物理和数学之旅吧，这一旅程始于现代科学之初，至今仍困扰着科学家和思想家。

牛顿的运动定律和万有引力定律是经典物理学的基础，并且能够解释多种现象的行为。特别是，行星围绕恒星的运动可以很容易地用它们来描述——这些是二体问题，恒星及其行星或地球和月球。

这些二体问题可以得到精确的解决，提供了强大的预测能力。知道了初始条件，我们就可以计算出系统将如何永远演化。现在，让我们添加第三个主体。你可能会认为这会增加一些困难，但仍然是可以解决的，然而，现实一定有一种邪恶的幽默感。二体问题可以完美解决，但三体问题则不能。

没有通用的解决方案可以让您预测三个物体（或粒子或行星）在运动和力定律下的行为。可以找到针对特定情况和一些不那么特定情况的解决方案，但没有办法解决所有可能情况的三体问题。

最初，三体（以及后来的n体）问题是关于地月日系统以及整个太阳系的稳定性问题。对解决方案的探索带来了新的数学工具，例如微扰理论，以改进行星体运动的数值解决方案。 

它还导致意大利出生的数学家约瑟夫·路易斯·拉格朗日预测木星轨道上有特洛伊小行星，当时他正在研究三体问题的一个特殊案例。

[涨姿势] 什么是三体问题？


虽然使用牛顿引力的三体问题被视为传统问题，但量子力学中也存在该问题。具有由两个负电子围绕正核运行的氦原子也是三体问题的一个例子。 

如果你喜欢引力，但又想让你的生活变得地狱，为什么不尝试用广义相对论找到三体问题的解决方案呢？这在黑洞附近很方便。

每隔几年就会发现针对特定三体问题的新解决方案。你永远不知道，你可能需要它来理解一个神秘的、超现实的视频游戏……

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