匪夷所思的三体问题

三体问题最初源于天体力学，简单地说，指 三个天体在相互之间的万有引力作用下的运动规律问题 。在实际研究这个问题时，我们一般会进行适当的简化。比如，我们会暂时不考虑这三个天体的体积、形状，而是把它们视为三个没有大小的质点，进而研究这三个质点在引力作用下的运动规律。（当然，质点只是简化之后的物理学模型，在现实世界中并不存在这么理想的物体。不过，当天体之间的距离远远大于它们自身的大小时，天文学家往往会进行这样的简化。）然而，即使被简化过，这个理论问题解决起来也十分复杂。

读到这里，你可能感到不解：如果这些天体之间只存在引力，那么用万有引力定律计算出它们受到的引力大小，再找出运动规律，不就可以轻松解决三体问题了吗？

我们都知道，著名英国科学家艾萨克·牛顿在1687年发现了万有引力定律。他指出， 任意两个物体之间都存在相互吸引的引力，而引力的大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比。 换句话说，就是物体的质量越大，引力越大；二者的距离越近，引力也越大。我们可以看出，万有引力定律针对的是“二体问题”，也就是 两个天体在相互之间的万有引力作用下的运动规律问题 。

确实，我们如果知道了两个天体之间引力的大小，就能够计算出它们的运动规律，并且精确地预测它们在某个时刻会处于什么位置。也就是说，解决二体问题是非常简单的。在宇宙中，由二个天体组成的天体系统普遍存在，我们一般称它们为双星系统，这种系统总能保持稳定的状态。

那么，如果在这个系统里多加一个天体，它们在引力作用下又会做怎样的运动呢？这就是三体问题的核心。然而，令人感到惊异的是，仅仅只是多加了一个天体，万有引力定律就仿佛真的不再“万能”了。

300多年以来，包括牛顿本人在内的很多数学家（例如拉普拉斯、拉格朗日）都对三体问题开展过研究，他们都希望能用数学公式完美地描述三个天体的运动规律。然而令人震惊的是，最终谁都没能成功地解决这个问题。科学家们发现，描绘三个天体在引力作用下的运动轨迹竟然困难重重。牛顿甚至写道：“如果我没算错，同时考虑所有运动的起因，并根据精确的规律定义这些运动，是任何人类的智力都不能胜任的。”三体问题如同一片挥之不散的阴云，笼罩在科学“大厦”的上方。