什麼是三體問題？

隨著 Netflix 的上映3 身體問題改編自劉慈欣廣受好評的小說系列，我們看到很多人問三體問題到底是什麼。因此，請與我們一起踏上物理和數學之旅吧，這趟旅程始於現代科學之初，至今仍困擾著科學家和思想家。

牛頓的運動定律他的萬有引力定律支撐了經典物理學，並且能夠解釋多種現象的行為。特別是，行星圍繞恆星的運動可以很容易地用它們來描述——這些是二體問題，恆星及其行星或地球和月球。

這些二體問題可以得到精確的解決，提供了強大的預測能力。知道了初始條件，我們就可以計算出系統將如何永遠演化。現在，讓我們加入第三個主體。你可能會認為這會增加一些困難，但仍然是可以解決的，然而，現實一定有一種邪惡的幽默感。二體問題可以完美解決，但三體問題則不能。

沒有一個通用的解決方案可以讓您預測三個物體（或粒子或行星）在運動和力定律下的行為。有可能尋找解決方案針對具體情況和一些不那麼具體的情況，但沒有辦法解決所有可能情況的三體問題。

本來就是三體問題（然後是n-body）問題是關於地球-月球-太陽系統以及整個太陽系的穩定性。對解決方案的探索帶來了新的數學工具，例如微擾理論，以改進行星體運動的數值解決方案。

這也導致了預測特洛伊小行星義大利出生的數學家約瑟夫·路易斯·拉格朗日在木星軌道上進行了研究，當時他正在研究三體問題的一個特殊案例。

雖然使用牛頓引力的三體問題被視為傳統問題，但量子力學中也存在此問題。具有由兩個負電子圍繞正核運行的氦原子也是三體問題的一個例子。

如果你喜歡引力，但又想讓你的生活變成地獄，為什麼不試著用廣義相對論找到三體問題的解決方案呢？這在黑洞附近很方便。

每隔幾年就會發現特定三體問題的新解決方案。你永遠不知道，你可能需要它來理解一個神秘的、超現實的視頻遊戲…