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《三体》中,三体人为什么不能预测三体运动?
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
《三体》中,三体人为什么不能预测三体运动?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
要回答这个问题之前,首先普及一下什么是“三体运动”?
三体运动:又被称为三体问题,是天体力学中的基本力学模型。它指三个质量、初始位置和初始速度都是任意的可视为质点的天体,在相互之间万有引力的作用下的运动规律,在数学上无法精确求解。三体问题最早由上世纪最伟大科学家之一希尔伯特提出,直至今天无解。
小说中的三体概念:在《三体》小说创作时,刘慈欣巧妙借鉴了“三体”这一概念,将其与半人马座a星的三颗恒星联系起来。在小说中,三体文明由于有三颗太阳,引力相互叠加相互影响,造成各自的运行完全没有规律,不断的给三体文明造成毁灭的灾难。进化了196次的三体文明对此完全束手无策。
三体人为什么不能预测“三体”运动?不是不想预测,而是天天都在预测,日日都在预测,用各种方法预测,付出了196次惨烈的代价,但以三体人的科技实在是预测不了。
在《三体》的原著中,刘慈欣对三体文明的历史说的极其模糊。ETO降临派在三体文明的帮助下制作的《三体游戏》,虽然不是真实的三体历史,但大概的方向和节点应该是一致的,从中我们可以大致看出三体人为预测三颗太阳所付出的艰辛和努力。为了方便理解,现整理如下:
第1次预测,137次文明之前——由三体类似人类伏羲的先知进行。方法:认为太阳是神,需要通过巨摆进行催眠;特点:原始图腾崇拜;结果:失败!
第2次预测,137次文明——由三体类似人类周文王的先知进行。方法:原始星象、阴阳占卜;特点:原始巫术;结果:失败!
第3次预测,140次文明——由三体类似人类的圣人孔子进行。方法:宇宙礼法;特点:教化;结果:失败!
第4次预测,141次文明——由三体类似人类的原始工程科学家墨子进行。方法:宇宙模型;特点:机械模拟;结果:失败!
第5次预测,183次文明——由三体类似人类文艺复兴的科学家哥白尼进行。方法:天文观测、计算;特点:古典科学;结果:失败,但第一次发现有三颗太阳!
第6次预测,184次文明——由三体类似约翰·冯·诺依曼(经典计算机发明者)牛顿的科学家进行。方法:人列计算机;特点:经典二进制计算机;结果:失败!
第7次预测,191次文明——三体科学家计算。方法:科学观测+计算;特点:现代科学;结果:取得飞星不动预警但最终失败!
第8次预测,192次文明——三体类似人类爱因斯坦的科学巨人。方法:科学观测+计算;特点:现代科学;结果:失败,但证明三体问题无解,三体唯一的希望就是飞向宇宙!
从这8次重要的预测节点可以看出,科技远超地球人类三体文明为三体问题付出了多少,而且这还仅仅是三体196次文明所做努力的沧海一粟。为什么三体人会如此的冷酷,由如此现实,一定要侵略地球,因为付出的太多了!
延伸问题:三体运动是否在现实中无解?是的!三体运动在小说中是否无解?不是,用光粒摧毁三体太阳的清理者用一艘飞船的资源,在一瞬间就求了解,直接用光速微粒毁灭了三体世界。
附注:至于为什么光粒摧毁三体太阳要一定求解三体问题,因与主题无关暂不做分析,请看小编之前的分析。
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回答于 2019-09-11 08:43:50
答: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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