第260章 ,混沌(4 / 8)
问题并不那么听话,才开始陷入沉思:
当两颗恒星绕同一质心运动时,运动轨迹简单明了,绝对不会出轨。
可一旦让第三者插足,变成三颗恒星相互环绕,运动轨迹就开始变得杂乱无章,轨道将毫无规律可言。
牛顿便是发现了,如果他只是单纯研究地球绕太阳运动时,是非常简单的,然而将月球引入地日系统中,就会变成一个三体问题。
他尝试过求解三体问题,但最终发现这个问题极为复杂,远超他自己的数学能力,并且他认为,三体问题的精确解超越了任何人类智力的极限。
一八一四年的时候,法国数学家拉普拉斯提出了一个极具颠覆性的思想实验:如果宇宙中存在一个超级智能体,也就是大家后来常说的拉普拉斯妖。
它可以知道宇宙当前所有物体的运动状态,比如所有粒子的位置、动量以及相互作用,那么宇宙中所有物体的演化规律就会精确的计算出来。
这就是非常典型的决定论。
因为这样一来,三体问题也将迎刃而解。
可是很快,海森堡就在一九二七年提出了大名鼎鼎的不确定性原理,直接从理论上否定了拉普拉斯妖的这种决定论。
二十年前,也就是一九六三年的时候,美国气象学家爱德华洛伦茨为研究天气预报时,发现计算机对大气运动的模拟总会出现完全不同的结果。
因为要对大气运动量化,就得列出十二个方程,也就是十二个变量,包括了温度、湿度、流速、压强等。
计算机模拟大气运动,就得输入十二个变量的初始条件。
但是每一个变量的初始数字的小数点后还有很多数字,哪怕是精确到第十位,模拟出来的天气情况也截然不同。
换句话说,想要精确的预测天气就需要更多的小数点后的数值。
可现实情况就是,在具体实践中根本不可能得知一个变量的无限个小数位,所以只能四舍五入。
然而就算是四舍五入,其中任何一个小数点后的数位差距,也会导致计算机模拟出来的最终结果,截然不同。
这种对初始变量极度依赖的现象就是混沌模型。
直白来说,在一个动态系统中的初始条件的细微变化会导致不同事件发展的顺序有显著的差异,所以混沌理论的出现就打断了对未来的精确预测。
所以在物理层面来说,混沌系统就是随机和不可预测的,但在数学上,它们却是表现出一种本质上的秩序。
爱德华洛伦茨提出了洛伦茨吸引子:如果假设一群初始条件不同的变量,然后观测它们的变化,最初的运动总是混乱的,但很快所有的变量都会朝同一点运动,这一点也就是混沌系统的一个特殊解。
只不过需要注意的是,所有变量的运动轨迹都不会相交,也不会连接成一个循环,这时候所有变量的路径就会变成有限空间中的无限曲线。
这就像一只蝴蝶的两扇翅膀,所以这个时候混沌系统也被粗略地描述为蝴蝶效应。
综上所述,这个所谓的混沌里复动力系统中的主猜想,到底有多么复杂。
而王多鱼需要证明的就是三阶以上的方程,毕竟需要联系到双曲线、曼德布罗特集合、对称性破缺、混沌系统、奇异性理论等。
同时也因为如此,当这位天文学专业的同学提出来的数学问题时,王多鱼才会如此惊讶。
“是的,王教授.”
“很好,你们天文学专业已经学这么深入了么我们学校现在有没有比较好的天文望远镜”
王多鱼难得主动地询问了一句。
这时代的天文望远镜并不多,比如nf55天文望远镜。
国内的光学镜头行业发展得并不怎么好。
跟这位同学简单交流了两句之后,王多鱼解答了对方的数学问题,然后返回到了自己的办公室。
坐在办公室的时候,王多鱼沉吟了许久,然后这才在自己的工作日程里写下了跟天文学相关工作安排。
旋即他就扭头扎进了数学研究工作当中。
学海无涯,宇宙更是没有尽头。
越是往前,越是
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