三体运动如果初始状态已知是否可以准确预测全部轨迹

可以预测，但是，永远不可能有完全确定的初始值。

三体运动问题：

看过科幻小说《三体》的读者一定都对里面的三体系统里的三体运动印象深刻，拥有高度文明的三体人居住在一个有三颗恒星的行星上，他们经过n代的智者的努力，依然无法搞明白三颗恒星的运动规律，因为这是一个三体系统，他们最终承认，这个系统是无解的。

这虽然只是一本科幻小说，但它里面所描述的三体问题确实是现实中的世纪难题，曾经难倒了无数天才横溢不可一世的数学家，这其中就包括了牛顿、欧拉、拉格朗日、拉普拉斯、庞加莱和希尔伯特。

最初，牛顿在利用他发现的力学定律研究完二体（双星）问题后，就尝试研究三体（三星）问题，他发现三个天体的运动根本无法精确预测。在牛顿之后的两三百年里，数学家除了给出一些特殊解，始终没能给出解析解，也就是没有特定的公式能给出准确的运动规律。

最终，数学家庞加莱证明，三体问题很可能没有解析解，也就是说不存在精确的解。庞加莱指出，只要初始条件产生细微的变化，随着时间推移，三体运动就会产生截然不同的变化结果，因此，三体运动无法精确预测。

单个原子是什么模样，原子与原子之间是如何相互作用的？对其它生命，不，对其他人来说，这些都是闻所未闻，想所未想的事情。不过最近，来自新西兰奥塔哥大学物理系的科学家，却在极为复杂困难的情况下，第一次抓住了3个原子，并观察了它们之间相互作用的情景，或将大大影响未来的技术进步。

原子的尺度大约在100亿分之一米，也就是说，把你食指指甲盖大小的东西横切1亿次，竖切1亿次，取其中一块出来，大约就是一个原子的大小了。不过我建议你先别慌着去厨房找菜刀，看完本文后你再权衡一下做不做这个实验。

为了抓住单个的原子，科学家们运用极为专业的知识，耗费了大量时间和精力，组装了一个极为复杂的设备，包括激光器、镜子、真空室和显微镜等。在实验中，科学家们在高度纯净的真空室里，使用高度聚焦的激光——所谓的光镊，捕捉到了3个铷原子，并把它们冷却到只比绝对零度高百万分之一度的温度，从而观察到了量子世界的“三体”运动。

这种三体运动是由科学家们控制的，他们利用光镊“拈起”铷原子，将它们导向彼此，观察到了多种形式的碰撞情形，从而能准确理解发生的事情。至少在这次实验中，他们观察到的三体重组速度比以前预期的要慢，这与当前的理论预测明显不符，这让科学家们非常兴奋，但原因暂时还不明朗。

科学家们认为，这种分子水平上的观测，让我们对原子如何碰撞，如何相互作用有了更深刻的理解，可以为构建和控制特定化学物质的单个分子提供一种途径，并为未来计算机和互联网技术的发展提供更为强大的动力。目前的手机之所以能超越上世纪80年代的超级计算机，唯一的动力就是，我们可以在越来越小的规模上研究物质。

原子是构成物质的基础，如果技术的发展让我们可以在原子层面，方便地观测其运动，并建立起类似牛一、牛二、牛三和万有引力定律那样的量子运动规律，人类科技发展将彻底迈进一个新的时代。

三体问题是物理学和数学中的难题，现在我们知道三体问题是无法求精确解的，三体人所在的三体星系有三颗恒星，这三颗恒星相互绕行，他们无法预测三颗恒星的未来。

在大刘的《三体》当中，描述了三体人经历100多次的文明毁灭后侵略地球，原因是三体人所在的三体星系环境非常恶劣，每过一段时间星球上要么出现极寒，要么出现极热，然后使得整个文明毁灭。

三体人的最后一次文明，终于可以实现星际航行，但是他们也无法解决三体问题；三体问题指的是三个质量、初始位置和速度任意的质点天体，在万有引力作用下的运动规律。

十七世纪牛顿创立万有引力定律，二十世纪爱因斯坦建立广义相对论，理论上天体的运动受物理规律的限制，比如我们可以准确预言某颗彗星下次出现的时间，也可以预言某地下一次出现日全食的时间。

但是上面的情况，均等效于二体运动，也就是只有两个天体的运动规律，我们很容易建立方程然后求出解；一旦我们再加入一个天体变为三体运动，那么情况就复杂了，科学家发现三体问题不再像二体问题那样具有固定的解。

在1885年，瑞典国王设立“N体问题奖”，法国著名科学家庞加莱，利用超高的数学技巧，证明了三体问题没有通解，他因此获奖。

这里说没有通解，指的是数学上无法描述三体问题未来的发展情况，但是三体严格遵循引力定律，所以我们可以利用计算机去逼近三体的未来解。实际当中三体问题更加复杂，因为初始值还会影响三体问题的未来，哪怕是初始值的微小变动，也有可能使未来的参数发生巨大变化。

三体人的星系有三颗恒星，属于典型的三体问题，他们无法准确预言恒星未来的情况，三体星球是其中一颗恒星周围的行星，在这颗行星上就如地狱一般，有可能一段时间内适合生命演化，一段时间会出现极寒或者极热，甚至是一头扎入某颗恒星当中。

三体问题无解，但是对于一些初始条件特殊的三体问题，甚至是N体问题是有可能存在限制性解的，比如最简单的就是三颗质量相等的恒星，在引力作用下围绕同一个点做圆周运动，但是这种理想情况在现实中几乎不可能出现。

在三体问题提出的300多年里，类似的限制性解科学家一度只发现三组，然后在2013年，科学家利用特殊的方法，又发现了13组限制性解。

也就是说目前人类只知道16组限制性解，但这些解都是不稳定的，外界稍有扰动就会破坏限制性解。

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