《三体》中的三体星系

　　刘慈欣写的科幻小说《三体》最近很火爆，我们生活的太阳系是由一颗恒星组成的星系而三体人所在的星系是有由三颗恒星组成的星系，这也注定了两个星系的差别会十分巨大，因为要养四的运转是规律的，有着规律的昼夜，规律的四季，而三体星系的运转是完全随机的，那么生活在这个星系上的生物将面临日夜颠倒温度剧变的严酷的生存环境。三体人在这种环境下开始全力向外太空寻找一个适宜生存的栖息之所最后将目标锁定了太阳系，由此产生和人类所在的太阳系之间的一系列故事。我觉得很不错的一点是刘慈欣的硬科幻小说《三体》使很多读者对天体力学产生了浓厚的兴趣。

　　

　　实际上三体星系在宇宙中是真实存在的三体问题(three-body problem)最简单的一个例子就是太阳系中太阳、地球和月球的运动。在浩瀚的宇宙中，星球的大小可以忽略不计，所以我们可以把它们看成质点。如果不受太阳系其他星球的影响，那么它们的运动就只是在引力的作用下产生的，所以我们就可以把它们的运动看成一个三体问题。三体问题也是我们物理天体力学中的基本力学模型。它是指三个质量、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问题。现在已知，三体问题不能精确求解，即无法预测所有三体问题的数学情景，只有几种特殊情况已研究。目前已发现多种特殊三体模型有周期性规律。这里我们们简单的介绍一下

　　"欧拉—拉格朗日"族特解 ①：三体运行中最简单的形式就是三星成一直线，边上两颗星质量相等

　　

　　"8"字族特解：1993年，美国数学家、物理学家克里斯·摩尔发现一种奇特现象——特解中3个天体的运动似在一条“8”字形的轨道上互相追逐。

　　

　　"布鲁克—赫农"族特解：20世纪70年代，美国数学家罗杰·布鲁克和法国天文学家米歇尔·赫农借助计算机又得到了更多的结果（布鲁克—赫农解），这种解比较复杂，两个天体在里面横冲直撞，第三个天体在它们外围做环绕运动。

　　

　　三体问题的新13族特解

　　前面提到的三族特解被发现后很长时间没有新的特解被发现，直到2013年，塞尔维亚物理学家米洛万·舒瓦科夫和迪米特拉·什诺维奇发现了新的13族特解。他们运用计算机模拟，先从一个已知的特解开始，然后不断地对其初始条件进行微小的调整，直到新的运动模式被发现。这新的13族分为三类。

　　第一类共3族

　　

　　蝴蝶I、蝴蝶类II、大黄蜂类

　　第二类共7族

　　

　　飞蛾类、飞蛾类II、蝴蝶类III、飞蛾类III、护目镜类、蝴蝶类IV、蜻蜓类

　　第三类共3族

　　

　　纱线类、"阴阳图"形类I、"阴阳图"形类II

　　这13族特解相较于前面的三族来说是非常复杂的，就像一个松散的线团。但这些“线团”也确确实实的有周期有规律可循，到这为止三体问题特解就被科学家，物理学家扩充到了16个族，这其中可能就存在着三体人也说不定呢。

　　最后我想说，我们的太阳系，我们的地球真的很美，很舒适，它培育我们，养育着我们，保护着我们，也许现在正有“三体人”在羡慕我们能，所以我们一定要好好保护我们的地球。

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