科普：三体问题是什么，能不能解？

我们常说的“三体问题无解”，准确地来说，是无解析解，意思是三体问题没有规律性答案，不能用解析式表达出来，只能算数值解，没有办法得出精确值。然而对于三体问题的数值解，时间会无限放大初始的微小误差，因此数值法几乎没有办法预测当时间趋于无穷时，三体轨道的最终命运。而这种对于轨道的长时间行为的不确定性，就被称为“混沌”现象。

此图为艺术家描绘从“三星系统”中一颗行星的卫星上看到的情景。这种恒星系统处于极不稳定的混沌运动状态。

三体问题的特殊情况

三个物体在空间中的分布可以有无穷多种情况，由于混沌现象的存在，通常情况下三体问题的解是非周期性的。寻找三体问题的通解是枉费力气，但在特殊条件下，一些特解是存在的。必须找到合适的初始条件：位置、速度等等，才能使系统在运动一段时间之后能够回到初始状态，即进行周期性的运动。在“三体问题”被提出的三百年内，仅仅三种类型的解被发现。而在1993年，两个物理学家又发现了13类新解。

(1). 8字型族——三个物体在一条8字形的轨道上互相追逐。

(2).拉格朗日-欧拉族——三星成三角形，围绕三角形中心旋转。

(3).布鲁克-赫农族——轨迹复杂，两个物体在里层来返往复，第三个物体在外层旋转。

(4).塞尔维亚物理学家Milovan ?uvakov和VeljkoDmitra?inovi?发现新的13族特解，三个天体在空间中的排列组合有无限种，他们利用计算机模拟，从现有的特解出发，调整初始条件直到新类型的轨道被发现。

限制性三体问题

其实，三体运动已经是对实际物理简化得很厉害了，比如说对质点，球体自转、形状已经统统不考虑了。然而即使是这样，牛顿、拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、庞加莱等等大师们为这个问题穷尽精力，也未能将它攻克。科学发展到现在，三体问题的求解和应用其实就是一部心酸的简化史。