1、三體三體劉慈欣 三體系列l小說中虛構了一個位于半人馬座三合星系統的三體星球，一個正在苦苦掙扎的文明三顆無規則運行的太陽主導下的百余次毀滅與重生逼迫他們一次又一次逃離母星。l“到我們這里來吧，我將幫助你們獲得這個世界，我們的文明已經無力解決自身的問題，需要你們的力量來介入。”l一個地球人的邀請引發了整個三體危機，面對強敵，整個地球開始反擊。關于三體星球存在的原型 半人馬座（南門二）三合星系統l 在地球的夜空中，南門二是全天第三亮星（僅次于天狼星和老人星），不過，對于大部分中國人來說，看到南門二的機會不大。用不大的望遠鏡就可以把南門二分解成兩顆亮星，兩顆星的角距離在2000年時候約為14”，是我們

2、看到的太陽的視直徑的1/120不到，大概是人眼分辨率的四分之一。而南門二的第三個成員，有名的比鄰星，就不是容易看到的了。它的亮度很暗，相當于肉眼能看到最暗恒星的百分之一，必須用相當大的望遠鏡才能看到。 l南門二是已知離太陽最近的恒星系統，比鄰星就成了除太陽以外離我們最近的恒星。“海內存知己，天涯若比鄰”，它就得到了這么一個富有詩意的中文名字。然而根據人們后來的分析，這個名字實在不適合它，它和太陽實在是一點也不像，和“知己”相去太遠了。南門二的老大倒是和太陽非常相似。如果把我們的地球加入這個系統。l把地球放在離南門二A距離1.23個天文單位時，它提供給地球的光照就和太陽一模一樣了，我們仍然能有一

3、個氣候適宜，生命繁盛的地球。白天抬頭看去，南門二A和我們原來熟悉的那個太陽相比，看上去要稍微小了點，但是顯得要更亮些。粗心一點的話，你不會覺得太陽已經換了一個。一年比我們現在長了三四個月，但區別也不算太大。l 如果時辰湊巧的話，我們還可以在晴空中看到一個明亮的“飛星”，這就是南門二B。它的亮度取決于當前它離我們有多遠。當然，人們也不能用肉眼直接看“飛星”。因為南門二B的亮度仍然到了刺目的地步，相當于月亮亮度的1000100倍，足以傷害你的眼睛了。當“飛星”最亮的時候（也就是最近的時候），可以看到它并不是“星”，而是一個小太陽，直徑大約是太陽的十分之一，可以看出一個小小的圓面。最暗的時候，肉眼就

4、看不出什么結構了，看上去就是一顆非常亮的星星。但不論如何，它的亮度之大，都足以保證即使是在白天，我們也能很容易地看到它。 l 太陽下山了，但是天還很亮，因為“飛星”還沒下山呢。“飛星”亮度達到月亮的1000100倍，在它的照耀下的“夜空”仍然非常明亮，如同我們常見的陰天，而地面的亮度和寫字樓里面沒什么兩樣，盡可以看書寫字。由于南門二B的表面溫度要比太陽低不少，它的顏色是橙黃色，在“飛星”的照耀下，天空和大地沐浴在一片溫和的橙色光輝中。我們的地球每“年”都會有兩次“飛星不動”的現象。當然，這并不是什么大災難的前兆，只不過是地球的運行方向此時正好朝向或者背離南門二B而已，持續時間也不過幾天。l現在

5、，“飛星”也下山了，這次，真正的夜晚終于來臨了，點點繁星灑滿了夜空。假設你熟悉星空，這里的星空將是相當熟悉的，沒有特別大的變化。這也是當然的，畢竟從太陽到南門二A，我們的位置只移動了4.35個光年，并不是很大的距離。仔細觀察，有幾顆醒目的亮星的位置變化不小，比如天狼星。另外，這里的仙后座多了一顆光輝燦爛的黃色亮星，能排到全天十大亮星內。這顆亮星就是我們所來之處：溫和而偉大的太陽。l說到這個系統的第三顆星比鄰星，它實在是太暗了。在夜空的繁星中，比鄰星不過是一顆很不起眼的暗淡的紅色恒星，肉眼勉強可以看到而已。由于表面溫度太低，它的顏色是紅色的，實際上，它的絕大部分能量都是以我們看不見的紅外線方式發

6、出來的。但是，偶爾它也會突然引人矚目。比鄰星是一顆耀星，有時候在幾分鐘內亮度可以突然增加幾倍，變成一顆相當明亮的星星，然后又在幾分鐘后迅速暗淡下去。除此之外，普通人根本不會察覺到比鄰星和其它恒星有什么區別。 l 這么看來，南門二應該是一個產生生命，甚至是智慧生命的好地方。可惜，就目前我們所掌握的觀測和理論來說，這個可能性都不存在。原因很簡單，按我們目前的認識，生命總歸要產生于行星之上，而從觀測上，還沒有發現南門二A/B擁有行星的任何跡象。從行星形成理論上，南門二A/B是比較近距的雙星，在恒星形成階段，它們的引力會彼此干擾，使得塵埃和氣體沒有機會凝聚起來形成行星，接下來再把這些物質清掃一空，一開

7、始就喪失了產生生命的舞臺 。l 而且南門二A的質量比太陽稍微大那么一點兒，意味著它的壽命也會比太陽短一點。而且，從觀測到的各項指標看，南門二比太陽本來就要老上一點。這么看來，太陽不行了的時候，南門二A已經先頂不住了。 所以他是絕對不能被當做避難所的。現實中什么是三體問題現實中什么是三體問題？l用物理語言來說，在一個慣性參考系中有N個質點，求解這N個質點的運動方程就是N體問題。參考系是慣性參考系，也就是說不受系統外的力的作用，所有的作用力都來自于體系內的這N個質點之間。在天體力學里面，我們通常就只考慮萬有引力。 l用數學語言來說，經典力學的N體問題模型就是，在三維平直空間里有N個質點，每個質點的

8、質量都已知而且不會變化。在初始時刻，所有質點的位置和速度都已 知。每個質點都只受到來自其它質點的萬有引力，引力大小由牛頓的同距離平方成反比的公式描述。要求解的就是，任意一個時刻，某個質點的位置。 lN=3就是我們所說的三體問題l最簡單的三體模型就是太陽系中太陽，地球和月球的運動。 l牛頓力學體系對三體問題提出了經典的簡化。l1887年德國數學家、天文學家海因里希布倫斯指出，尋找三體問題的通解注定是無用功，只在特定條件下成立的特解才可能存在。而自“三體問題”被確認以來的300多年中，人們只找到了3族周期性特解。l自從有了計算機的幫助，情況好轉了一些。2013年，就有兩位科學家一口氣找到了13族新的周期性特解，震驚了科學界。 三體問題的三體問題的大致現狀大致現狀 新發現的三體系統l 1目前的研究主要集中在限制性三體問題，因為比較簡化，而且有實用價值。l 2對于限制性三體問題，通過級數法證明了解的存在性（這已經是非常大的成果了）。而且，天體