八大行星围绕着太阳运动,还有无数的卫星围绕着行星运动,共同组成了这个孕育地球文明的星系。
更重要的是,即便都知道这是个复杂的n体问题,但科学家已经能计算出八大行星的轨道,并能大概预测出未来某个时间段内某个行星可能出现的位置,甚至可以因此预测到一些天文现象。比如日食。
这是因为虽然目前数学上还无法得到n体运动的解析解,但是已经能计算出近似解。甚至在某些特殊的情况下,还能计算出稳定的周期解。
所以现在的问题是,人类还无法预测超长时间后太阳系的变化。比如没人能通过计算得出一万年后某个时间节点,太阳系各个行星的位置。通过近似解计算,时间越长,误差越大。
更重要的是,人类到目前为止甚至无法用数学证明类似太阳系这样的混沌n体系统是稳定的。换言之,根据现有数学理论,这样的系统随时可能崩溃,多余的行星会被抛出,最终简化为最简单最稳定的两体系统。
然而矛盾的是太阳系已经稳定存在了45亿年。
据说这也是牛顿晚年逐渐开始相信神学的原因之一。
发现这个问题后,牛顿怀疑正是因为上帝的存在,才导致了太阳系没有崩溃。每到太阳系这个混沌系统趋于崩溃的时候,上帝就会出手,把行星推动到稳定的轨道上,从而保证了人类文明的延续。
所以这位提出了一系列运动定律跟微积分的大佬,晚年想要做的事情就是通过计算,得到太阳系这个n体系统曾经本该崩溃的时间,并以此来证明上帝的存在。
这大概才是人们调侃科学的尽头是神学的真相。
显然牛顿并没有成功,但后世依然有很多人沿着牛顿留下思想继续探索,去寻找n体问题精确的解析解,并也有了许多发现。比如大家都熟悉的五个拉格朗日点,其中欧拉发现三个,拉格朗日发现了两个。
随着计算机的发明,科学家已经发现了数十万种三体系统具备稳定的周期解。唯一的问题是这些找到的系统,目前在宇宙中还很少发现。
这就是洛特杜根正在挑战的课题。在前人研究的基础上,解决三体问题,并推倒n体问题。
抛去物理那一套,转化成数学语言表述就是找到一种更简单的方式来准确计算出十八阶微分方程的解。
只要能做到这一步,在带入了星体起始位置、速度跟质量等等变量后,就能计算出任意时间的星体所在的位置,并描绘出较为精确的星体运行轨道,从而判断星系系统能否稳定运行。
洛特杜根花费了大量的精力跟时间在这一块,也取得了许多成果。
比如前年他的团队就已经给nasa了一个混沌系统收敛轨迹模型,利用该模型通过精确数值模拟出的一些n体周期轨道,已经被天文望远镜观测到在宇宙中确实存在。
这也是nasa还在一直出钱支持他这项研究的原因。
但这两年随着研究的愈加深入,洛特杜根也愈发感觉到这个命题的难度。
想要更进一步,着实在太难了。从某种意义上来说,数学的不讲道理也源自于此。
尤其是涉及到复杂方程的计算。
洛特杜根已经有预感,他在有生之年大概是无法真正解决这个问题了。除非真的出现奇迹。
这也是洛特杜根一直觊觎乔泽的原因。在他看来,乔泽这个孩子就是个奇迹。
他这辈子见过的天才不少。但不到二十岁就能取得如此多成就的,目前只有乔泽这一个。尤其是跟乔泽通过视频沟通之后,更确定了这个判断。
年轻意味着