天体物理学家解释Netflix热门节目背后的概念

该剧聚焦于科学家们试图解开跨越数十年、大陆甚至星系的谜团的故事。这意味着“三体问题”向观众抛出了一些相当复杂的量子力学和天体物理学概念，因为它有时确实试图将这些想法落地。

然而，该系列的核心是三体问题，这个问题困扰了科学家几个世纪。

三体问题到底是什么，为什么仍然无法解决?东北大学物理学助理教授乔纳森·布拉泽克(JonathanBlazek)解释说，由两个物体相互施加引力的系统，无论它们是粒子还是恒星和行星，都是可以预测的。自艾萨克·牛顿时代以来，科学家们就已经能够解决这个二体问题并预测物体的轨道。但一旦第三个物体加入其中，整个系统就会陷入混乱。

布拉泽克说：“三体问题是这样的说法：如果在牛顿万有引力定律下有三个物体相互吸引，那么这种情况就没有通用的封闭式解决方案。”“微小的差异会被放大，并可能导致未来极其不可预测的行为。”

在《三体问题》中，就像慈欣的书中一样，这是生活在拥有三个太阳的太阳系中的外星人的现实。由于所有三颗恒星都相互施加引力，因此当它们来回抛掷时，它们最终使太阳系陷入混乱。对于三体人来说，这些外星人的名字，意味着当太阳被抛到很远的地方时，他们的星球会冻结，而当太阳被抛到离他们的星球非常近的地方时，它会被烧毁。更糟糕的是，因为三体问题，这些动作完全无法预测。

几个世纪以来，科学家们一直在思考如何确定三个引力体的稳定起点，从而产生可预测的轨道。尽管最近科学家们已经开始寻找一些潜在的创造性解决方案，包括基于醉酒者运动的模型，但仍然没有可以从理论中取出并在现实中建模的通用解决方案。

“如果你想[预测]太阳系将要做什么，我们可以将所有行星和尽可能多的小行星放入计算机代码中，基本上就是说我们将计算一切之间的力并推动一切向前发展一点点，”布拉泽克说。“这是可行的，但只要你做出一些近似......所有这些事情最终都会崩溃，你的预测将变得不准确。”

布拉泽克说，三体问题吸引了科学界的关注，因为它是一个看似简单的问题。大多数高中物理生学习了牛顿万有引力定律，能够合理计算和预测两个物体的运动。

三体系统，以及不止三体系统，也出现在整个宇宙中，所以这个问题非常相关。看看我们的太阳系就知道了。

太阳、地球和月球之间的关系是一个三体系统。但布拉泽克表示，由于太阳对地球施加了更强的引力，而地球对月球也施加了同样的引力，因此目前它创造了一对具有稳定、可预测轨道的双体系统。

布拉泽克说，虽然我们的太阳系看起来很稳定，但不能保证它在遥远的将来会保持这种状态，因为仍然有多体系统在起作用。像小行星撞击木星卫星并稍微改变其轨道这样的小变化最终可能会演变成更大的变化。

这并不意味着人类将面临像《三体问题》中三体人所面临的危机。这些变化发生得极其缓慢，但布拉泽克说，这再次提醒我们，为什么这些概念在科学和科幻小说中都很有趣，而且值得思考。

布拉泽克说：“我认为在我们一周的时间范围内，甚至我们的物种，都不会发生任何事情——我们面临着比太阳系轨道不稳定更大的问题。”“但是，话虽如此，如果你考虑一下数十亿年，在那段时间里，我们不知道轨道会保持目前的样子。很可能会出现一些不稳定性，从而改变太阳系中事物的外观”。