脉冲星可为“流浪地球”导航( 四 )

从牛顿被苹果砸中的故事开始,谈到三体、混沌系统,著名数学家、南方科技大学数学系主任夏志宏为观众打开了从简单到复杂的科学认知大门。“希望听完这个讲座,你们可以用通俗的语言告诉大家什么样的系统是混沌系统。”

大家都以为牛顿是被苹果砸中而受到启发,发现了万有引力定律。夏志宏表示,事实并非如此,在前人积累了很多年的观测结果基础上,万有引力定律才得以被发现。其中很重要的是开普勒行星运动三大定律,开普勒定律则来自丹麦天文学家第谷对行星运动的观测结果。

通过对天体运动的观察,夏志宏带出了“二体问题”和“三体问题”。如何根据万有引力定律等物理定律来找到行星运动的轨道,并精确地算准轨道呢?这就需要数学家来解决。其中,“二体问题”是太阳和一个行星之间的轨道计算,“二体问题”的轨道是稳定性的轨道。“三体问题”则是太阳跟两个行星的轨道问题。人们花了很长时间,想知道三体的精确轨道,最后发现“三体问题”不可解。

“三体是一个混沌系统,最重要的特征是不可预测。”夏志宏说,小说《三体》正是利用了这样的特征:有三个太阳,它们的运转处于不可预测的状态。可能三个太阳同时出现,使星球上的所有生命消失;也有可能三个太阳在一段时间内都不出现,让星球很冷,把所有的东西冻死。“这是小说《三体》中的科学道理。”

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