世界难题现曙光!牛顿百年谜迎新解
数学原理》中提出牛顿三定律的原型已经过了近 350 年了。如今, 惯性 作用力与反作用力 F=ma 动量守恒定理 等着名的牛顿力学理论一直响彻初高中物理学的课堂。
而牛顿提出的众多力学理论也统治着我们的宏观世界,其中,牛顿提出的 万有引力定律 也能解释一些行星运动的问题。例如,高中课堂经典模型卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力。这是十分简单的两个物体之间的问题,我们采用受力分析和运动学分析就能列方程求解。
但是现在如果出现第三个星体,我们也能列方程求解么?答案是能也不能,我们的确需要列方程求解,但是这个方程(组)却也是十分难解出来的。
(来源:Wiki)
这就是着名的 三体问题(Three Body Problem)。几百年来无数的数学家和物理学家都尝试求出该问题的解析解,但是都无功而返。
甚至在二十世纪的第一次数学家大会上,伟大的数学家大卫 希尔伯特(David Hilbert)在其演讲中提出 23 个困难的数学问题,同时他也提出他所认为的完美的数学问题。
他认为这些问题既能被简明清楚地表达出来,然而问题的解决又是如此的困难,以至于必须要有全新的思想方法才能够实现。对此,希尔伯特举了两个例子,一个是着名的费马大定理,而另一个则是 N 体问题的特例三体问题。
不过,费马大定理于 1995 年由任教美国普林斯顿大学(Princeton University)的英国数学家安德鲁 怀尔斯(Andrew Wiles)证明并发表其证明过程,许多数学家在证明费马大定理的过程中,催生了好几种全新的数学思想,这也让物理学界对于 三体问题 有着相同的期待。探索 三体问题 ,也能够在现实世界中帮助人类更好地研究星体系统的演化、卫星发射、了解星体的复杂运动等。
图丨 三体问题的运动微分方程组
就在 2019 年最后一个月,一个跨国的研究团队在 Nature 上刊登了他们关于 三体问题 的最新发现,在解决这一世界级无解难题方面迈出了一大步。
该团队由来自希伯来大学(the Hebrew University of Jerusalem)下设拉卡物理研究所(Racah Institute of Physics)的尼古拉斯 斯通博士(Dr. Nicholas Stone)领衔。
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还没人说话啊,我想来说几句
今年距牛顿在《自然哲学的而牛顿提出的众多力学理论也统治着我们的宏观世界,其中,牛顿提出的 万有引力定律 也能解释一些行星运动的问题。例如,高中课堂经典模型卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力。这是十分简单的两个物体之间的问题,我们采用受力分析和运动学分析就能列方程求解。
但是现在如果出现第三个星体,我们也能列方程求解么?答案是能也不能,我们的确需要列方程求解,但是这个方程(组)却也是十分难解出来的。
(来源:Wiki)
这就是着名的 三体问题(Three Body Problem)。几百年来无数的数学家和物理学家都尝试求出该问题的解析解,但是都无功而返。
甚至在二十世纪的第一次数学家大会上,伟大的数学家大卫 希尔伯特(David Hilbert)在其演讲中提出 23 个困难的数学问题,同时他也提出他所认为的完美的数学问题。
他认为这些问题既能被简明清楚地表达出来,然而问题的解决又是如此的困难,以至于必须要有全新的思想方法才能够实现。对此,希尔伯特举了两个例子,一个是着名的费马大定理,而另一个则是 N 体问题的特例三体问题。
不过,费马大定理于 1995 年由任教美国普林斯顿大学(Princeton University)的英国数学家安德鲁 怀尔斯(Andrew Wiles)证明并发表其证明过程,许多数学家在证明费马大定理的过程中,催生了好几种全新的数学思想,这也让物理学界对于 三体问题 有着相同的期待。探索 三体问题 ,也能够在现实世界中帮助人类更好地研究星体系统的演化、卫星发射、了解星体的复杂运动等。
图丨 三体问题的运动微分方程组
就在 2019 年最后一个月,一个跨国的研究团队在 Nature 上刊登了他们关于 三体问题 的最新发现,在解决这一世界级无解难题方面迈出了一大步。
该团队由来自希伯来大学(the Hebrew University of Jerusalem)下设拉卡物理研究所(Racah Institute of Physics)的尼古拉斯 斯通博士(Dr. Nicholas Stone)领衔。
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