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[討論] 三體問題無解代表不能預測?

看板C_Chat標題[討論] 三體問題無解代表不能預測?作者
asewgek
(asew)
時間推噓72 推:73 噓:1 →:163

劉慈欣的〈三體〉系列作品
很基礎的設定是三體人所在的恆星系有三顆恆星
而因為三體問題「無解析解」導致恆星動向不可預測
進而導致後續故事等等

但是三體問題「無解」就代表「不可預測」嗎?

例如地月日三顆天體的運動也是三體問題
但是這三者的運動週期基本上完全可以預測

有些人可能會說
這三個天體之間質量差距太大
可以視為雙體問題

那麼
木星跟它的四顆伽利略衛星 本質上是五體問題
數學上可能也找不出確定的解
但現實狀況也是完全可以預測

數學上N體問題有沒有解析解(運動能否用方程式表達)
跟實際上觀測天體有沒有辦法找出規律
本質上應該是同件事(或是其實根本就無關?)
但實際上卻有不同的結果
有板友知道其中要怎麼解釋嗎?


然後我知道去年有paper找出三體問題的週期解了
所以三體的預設感覺起來就變得很出戲
就跟現在看AI題材科幻
說AI不懂人類情感 看了也很出戲一樣



三體本身應該自帶洽點?

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※ PTT 留言評論
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 39.9.131.246 (臺灣)
PTT 網址

magamanzero03/25 16:20這部不用帶腦看...

Fezico03/25 16:21現在沒有解不代表他真的沒有解

kc134503/25 16:21伽利略行星好像只有四顆吧?還是我記錯

對 四顆 我記錯

horrorghost03/25 16:22對地球人和三體人來說就是無解啊

但地球人用3000年就可以歸納出太陽系的一堆多體問題週期 這樣設定找不出週期很奇怪吧?

※ 編輯: asewgek (39.9.131.246 臺灣), 03/25/2024 16:24:07

emptie03/25 16:24…木星跟他的衛星質量差距也很巨大啊。

raincole03/25 16:25老實說看你說法就知道你其實不知道什麼是週期解就

raincole03/25 16:25自顧自出戲...XD 三體文明沒有強大到可以隨意改恆星軌跡

raincole03/25 16:26知道週期解他們也沒辦法把恆星推到週期解的位置上

ab4daa03/25 16:26什麼是越位

ntpcgov03/25 16:30我覺得三體文明可以搞出一堆突破人類理論物理框架的東西

ntpcgov03/25 16:30卻沒辦法改變三顆太陽的不穩定軌跡也是滿奇怪的

horrorghost03/25 16:32可以改變恆星,在大部分的科幻裡都是高等文明了

kc134503/25 16:32亞光速文明就還沒那個能力推動物體接近光速,尚可接受

raincole03/25 16:32真要說的話比較離譜的是他們資訊技術極端發達 卻沒辦法

haha9803/25 16:32我覺得你可以去把李永樂講N體問題的影片看一下 混沌系統

haha9803/25 16:32那段看一下就可以了

ThreekRoger03/25 16:33我也不懂無解卻能預測是什麼意思,不就是預測出星球

ThreekRoger03/25 16:33要毀了才要出征地球嗎

iam071803/25 16:33改變恆星 連群星科技都要後期才能辦到

raincole03/25 16:33在文明毀滅時把一些技術傳給下一代恆紀元文明

emptie03/25 16:34有近似的數值解,可以(在不大的誤差下)模擬一定時間內

emptie03/25 16:34的狀態

emptie03/25 16:34這樣?

horrorghost03/25 16:34資訊技術發達可能跟三體人本身生理構造有關

cat567203/25 16:34這叫做混沌系統對初始條件的敏感性

ThreekRoger03/25 16:35而且智子可以包覆整顆星球,那不就是永遠恆紀元了嗎

linzero03/25 16:35質量差異沒很大,沒有規律解。再者這種非線性系統又有混

cat567203/25 16:35只要初始條件有一點誤差 到後期就無法預測 也就是說如果

cat567203/25 16:35 真可以完全沒誤差 也許就能預測

ntpcgov03/25 16:36觀測不可能沒有誤差

raincole03/25 16:36他們不是預測出要毀滅才來地球 是因為無法預測才來地球

linzero03/25 16:36沌效應,雖然可以一步步慢慢推,但太長時間就會有誤差

ntpcgov03/25 16:37這段影片就是三體決定要出征地球的劇情

Bugquan03/25 16:38是沒有解析解,也不是不能預測,只是時間一拉長就會偏差

Bugquan03/25 16:38就會越來越大

haha9803/25 16:38不是無解 是沒解析解 只能用數值方法逼近 但是因為是混沌

haha9803/25 16:38系統 預測結果跟跟初始條件相關很大 會無限放大誤差 所以

haha9803/25 16:38無法準確預測

ThreekRoger03/25 16:39欸!?騰訊版影集是說太陽即將吞噬三體的星球耶,他

ThreekRoger03/25 16:39們不是完全按照原著嗎

gijoee03/25 16:39我看劇情是行星最後都會墜入恆星所以要找地方?

ntpcgov03/25 16:40你可以看上面的廣播劇

horrorghost03/25 16:40是不知道什麼時候恆星會碰到行星吧

kirimaru7303/25 16:41多體問題可以模擬,只是沒有未來永久適用的公式解

poeoe03/25 16:41三體人就是因為無法預測 啥時會毀滅都不知道 才要搬家啊

yys31003/25 16:41無解析解有數值解

kirimaru7303/25 16:41模擬時一定會具有的誤差也很容易被放大,但這是另外

kirimaru7303/25 16:41一方面的性質

linzero03/25 16:41三星運動的不可預測性,所以沒人敢打包票說行星不會被恆

linzero03/25 16:42星拉進去

ntpcgov03/25 16:42主要是無法預測何時被毀滅沒錯

cat567203/25 16:42想要實現沒有誤差的觀測 不是準不準的問題 這應該是操控

cat567203/25 16:42物理規律和數學規律那個層次的問題了

yys31003/25 16:42電子軌域那幾體了還是有模擬

raincole03/25 16:42原著的邏輯是「三體世界的另一個行星已經被恆星撕裂了

raincole03/25 16:43雖然不知道啥時會發生、會不會發生在自己的行星上

inte629l03/25 16:43記得wiki超多軌道patterns

kirimaru7303/25 16:43需要模擬時還是會盡力去模擬,不然那些往太陽或冥王

kirimaru7303/25 16:43星射的探測器總不能都靠RNG吧

raincole03/25 16:43但一旦發生就是真正的全滅」所以才要找別的星系居住

haha9803/25 16:44週期解找到很多了啊 像是鋼彈常講的拉格朗日點

raincole03/25 16:44影視作品通常不會完整呈現科幻小說裡面一些冗長的敘述啦

xxx6070903/25 16:45三體問題能不能解到底有什麼重要的

xxx6070903/25 16:45假如預測到N年後進入亂,能改變什麼嗎

xxx6070903/25 16:45反正還不就逆來順受

kirimaru7303/25 16:46最簡單的模擬方法:首先把時間軸切成許多單位的小...

kirimaru7303/25 16:46然後數學、物理、哲學、計算機科學就會全部一起跑出

kirimaru7303/25 16:46來開淫趴了

horrorghost03/25 16:47三體人已經不怕亂了,是怕整個行星跟恆星碰到吧

linzero03/25 16:48拉格朗日點是質量差異夠大的情況下

xxx6070903/25 16:48有那個能力不如早點做個太空殖民地移出去吧

andy048103/25 16:49就一個終極概念而已 一鍋水沸騰你不好預測每個沸泡如何

andy048103/25 16:49出現 但是要預測到最終這鍋水或燒乾很簡單

safy03/25 16:49 我是覺得毀滅又重生的文明要怎麼能發展出這種科技...

ainamk03/25 16:49那些太空探測器其實都有軌道修正的能力

ainamk03/25 16:50不過當然是先算了一個理想解之後往理想解的方向去做修正

andy048103/25 16:51科技有時候是靠多個奇點爆炸而已啊 人類歷史的科技爆發

andy048103/25 16:51其實也沒幾年 給他們找到個過去科技然後爆發成長也不是

andy048103/25 16:51不可能 但這些就設定不用太在意

alains03/25 16:53三體人科技這麼發達,怎麼不找顆宜居星球搬過去

horrorghost03/25 16:54有啊,就地球啊= =

timez42203/25 16:54找到了就是地球啊

timez42203/25 16:55地球上一堆野猴子科技那麼落後不去地球去哪 誰知道邏輯

timez42203/25 16:55搞玉碎

kirimaru7303/25 16:56天文模擬還有一個很難搞的特質 時間尺度可能很大

kirimaru7303/25 16:56比如說預測木星在100億年內會不會被甩出太陽系

linzero03/25 16:56應該說依三體人的生命力、科技跟急迫性,應該先找個近的

alains03/25 16:57找到地球是因為我們發訊號出去,我是說像我們去主動去找

kirimaru7303/25 16:57這個以現今科學是不可能給出確定答案的

linzero03/25 16:57就搬過去了,根本不用在那探測電波

haha9803/25 16:57地球對他們來說很近了啊 所以找到才高潮

horrorghost03/25 16:57地球很近喔

linzero03/25 16:58而就算有電波表示該星球是和生命居住,也不代表就適合三

linzero03/25 16:58體人

andy048103/25 16:58地球就最近又沒風險的 有那個啥法則讓他們不敢自己大肆

andy048103/25 16:58出去尋找

linzero03/25 16:58我的意思是找電波是多此一舉

timez42203/25 16:59他們也沒直接過來先派智子

alains03/25 16:59例如我們找到毗鄰星b,三體人應該也找的到,他們還可以派智

alains03/25 16:59子飛過去看看到底適不適合住,我們還只能用猜的

andy048103/25 17:00黑暗森林法則讓他們不敢吧 地球就最安全的

ThreekRoger03/25 17:01他們應該星際流浪,亂紀元的時候就遠離星系生活,恆

ThreekRoger03/25 17:01紀元在回去母星補充資源然後輪班交接,也不用脫水了

ThreekRoger03/25 17:01,全部躲在星艦上

alains03/25 17:02三體人在那邊搜電波還不如直接找看看其他宜居帶行星!

dodobaho03/25 17:02一堆沒看原著的在發言,呵

Krishna03/25 17:02外行的就不用吐槽了,自己去看科普,三星系統是真混沌,

Krishna03/25 17:02就是找不到一個閉合的循環,只能從這一刻知道下一刻狀態

ThreekRoger03/25 17:02對啊,沒看原著

iamnotfatest03/25 17:04別老提黑暗森林了 低維度生物的理論妄想套用到高

iamnotfatest03/25 17:04維度生物

alains03/25 17:05SETI目前也搜不到外星人訊號,而系外行星找到好幾顆了

Krishna03/25 17:06一般各自行星軌道也會逐漸形成共振,因此穩定狀態下週期

Krishna03/25 17:06跟半徑會有固定比率,如同行星與衛星也類似

kc134503/25 17:07Kepler找到數百顆類地,人類不知道哪天才能碰到第一顆

kc134503/25 17:08電子軌域有個區別是微觀尺度得處理量子力學

cat567203/25 17:10黑暗森林是資源有限+生存第一的自然結論

kirimaru7303/25 17:11三星系統還是存在能永久循環的理論軌道組合的

dennisN03/25 17:11人類解不出來的問題你在這邊討論有什麼用…

dennisN03/25 17:11你去哈佛問都沒有答案了…

kirimaru7303/25 17:11只是你實際去模擬那個系統就一定會爆衝

kirimaru7303/25 17:12因為你不可能做到無誤差 而任何一點不管10的負幾次方

kirimaru7303/25 17:12誤差都會迅速被放大

kirimaru7303/25 17:12另外就是你計算時有使用廣義相對論嗎?

dennisN03/25 17:12函數就是軌跡沒有軌跡怎麼預測

dennisN03/25 17:13先把這個看完

kirimaru7303/25 17:13請不要用牛頓的公式,他的公式都是錯的

cat567203/25 17:14雖然低維是很難想像高維 但翻譯成低維可以理解的說法 不

cat567203/25 17:14外乎還是期待 可以有無限的資源或是某種更高的道德

sokayha03/25 17:14三體假設的星系就是半人馬座阿爾法(南門二、比鄰星) 距離

sokayha03/25 17:14我們4.2光年 本來就是離太陽系數一數二近的已知星系 所

sokayha03/25 17:14以對三體人來說就也是找到了最近的星系上面竟然確定有宜

sokayha03/25 17:14居行星 不找這找哪...所以別再問為什麼不找近的 就太陽系

sokayha03/25 17:14最近

kirimaru7303/25 17:15順帶一提,我們第一個找到的宜居行星剛好在比鄰星旁邊

sokayha03/25 17:15實際來說我們現實裡真的出的了系外 也是馬上會往半人馬座

sokayha03/25 17:15阿爾法去探

kirimaru7303/25 17:15的機率可以說是0,三體的狀況是作者讓他們過太爽

Bugquan03/25 17:15不是不能預測,是不能長期預測==

toulio8103/25 17:16所謂的無解的意思就是不可預測啊….否則什麼叫解?炸掉

toulio8103/25 17:16其中一顆恆星嗎?

sokayha03/25 17:16玩stellaris也是一樣 從太陽系起始的話 前三個會最先到的

sokayha03/25 17:16星系之一就是半人馬座阿爾法

kirimaru7303/25 17:16比鄰星的現實問題是他是紅矮星 所以移居帶距離恆星比

kirimaru7303/25 17:17較近 而這個距離真的太近了很難扛住

hsinhanchu03/25 17:17那只是為了太空共產主義歌劇的背景設定,不需要認真

kirimaru7303/25 17:17不是溫度的問題 是恆星亂丟東西的問題

sokayha03/25 17:18現實比鄰那有宜居的機會其實不算小誒 是機率來說第一顆撞

sokayha03/25 17:18到剛好是的機率小 但就剛好在那是有機會的

ThreekRoger03/25 17:194光年就人類科技也還是要三十幾萬年==

kirimaru7303/25 17:19宜居帶套公式就能算出來,每顆恆星都有

kirimaru7303/25 17:20只是你在宜居帶住了會死這個問題比較嚴重

kirimaru7303/25 17:20只能說人類太脆弱,恆星噴個口水就會死

kirimaru7303/25 17:21太陽是黃矮星所以我們比較不用擔心它的口水

kirimaru7303/25 17:22如果忽略口水只考慮溫度,那紅矮星是很好的長期選擇

kirimaru7303/25 17:22,因為它可以撐很久

kirimaru7303/25 17:24如果你要說,會死就是不宜居啊,那就是沒有啊

kirimaru7303/25 17:24那麼比鄰星就會不存在真正意義上的宜居帶

kc134503/25 17:29太陽對地球生命也不是最優選擇就是,50億年後會吃到金星

kc134503/25 17:30不過三體星人到底靠幾次重力助推才加速到能抵達地球很謎

ikaridon03/25 17:31溫度宜居不代表真的宜居就是了,搞不好有毒氣

goury03/25 17:31不能準確計算,所以無解

ikaridon03/25 17:32你就想想看氣象 影響的因素多 明後天的天氣準度很高 但

ikaridon03/25 17:32是10天後的就整個廢

william45603/25 17:36流浪地球花了2500年結果跑到三體星系wwwwwww

william45603/25 17:37想必會很絕望

oak0103/25 17:38一堆87還在問 懷疑是ea分身 地球就成本最低

horrorghost03/25 17:44好萊塢好像也是很多都跑到三體星系?

ragnarok199203/25 17:47真實世界中的半人馬座Alpha星A和B穩定互相環繞,C離

ragnarok199203/25 17:48的夠遠且質量也夠小,三體小說中的極端描述只是虛構

ragnarok199203/25 17:48設定

ShaNe199303/25 17:50應該不是說無解,而是現在的計算方式沒辦法收斂出

ShaNe199303/25 17:50解答之類的吧,如果超過幾個維度的計算容量可能就

ShaNe199303/25 17:50有解

ShaNe199303/25 17:51影集不是不能細拍,只是承受爆死的風險太高

Strasburg03/25 18:05被太陽吞噬應該是無法固定軌道 可能會突破洛希極限吧?

sokayha03/25 18:08阿凡達就是半人馬阿爾法

Arashi073103/25 18:15因為三體文明只比地球進步幾百年,宇宙航行技術沒有先

Arashi073103/25 18:15進到可以在宇宙沒有目的的巡航,當然找到目標再前往最

Arashi073103/25 18:15快,三體問題只能推導近似值,最終都會被太陽吞噬,還

Arashi073103/25 18:15是早點離開那個鬼地方。

kc134503/25 18:23而且設定上三體人沒有科技爆發的歷史,人類很可怕

cat567203/25 18:26太陽系確實是混沌系統 只是至少十億年內都還是能預測的

cat567203/25 18:29三體問題的特解原作也是有的 但包括你說的那個週期 都不

cat567203/25 18:29是給定任意初始條件 精確預知軌跡

comxi196803/25 18:43《三體》是十幾年前的作品了,你拿去年的paper告訴你的

comxi196803/25 18:44知識來說它的預設讓你很出戲。那想必很多作品都會讓你

comxi196803/25 18:44很出戲吧?

tim3214200003/25 18:45沒有精確的手算解答

tim3214200003/25 18:59三體 可以 變得沒有週期性,不表示 一定會變,取決

tim3214200003/25 18:59於某些物理量

tim3214200003/25 19:00兩體是沒可能沒週期性

poiu123403/25 19:01樓上有講跟沒講一樣

可能有些板友誤會我的問題 我的問題是 N體問題無解析解:N體的運動本身無法用函式表達 即N體的軌跡不確定 但現實生活實際面對N體的運動 我們就有辦法極近似的預測(例如地月日週期 木星跟其衛星週期 土星跟其衛星週期) 那說因為是N體而無法預測 設定本身就與現有狀況有出入吧? 就跟如果科幻小說設定可以透過化學方法把鐵Fe變成金Au 跟現有知識完全背離 那還要怎麼稱為科幻小說? 或是舉一個我不知道算不算合理的例子 已知牛頓重力方程式僅是愛因斯坦重力方程式在低速狀況下的極近似 但是如果人類從來沒有發展出愛因斯坦的重力方程式 而持續使用牛頓的重力方程式來計算重力效應 會對太陽系內的太空旅行產生影響嗎? 劉慈欣對三體問題的描述 感覺就是告訴我 因為沒發展出愛因斯坦重力方程式 所以你連牛頓重力方程式都用不了 問題是好像實際上並不是這樣

※ 編輯: asewgek (39.9.131.246 臺灣), 03/25/2024 19:05:03

sokayha03/25 19:09那推文裡要你去參考的科普影片你應該也沒去看啊 現實裡在

sokayha03/25 19:09做多體問題的時候 基本上都是先假設其中因為哪些的質量級

sokayha03/25 19:09差異太大 所以簡化忽略 把它變回簡單的二體問題來計算

tim3214200003/25 19:10其實原 po 想法很接近了,那三體質量接近的時候效應

tim3214200003/25 19:10比較明顯

sokayha03/25 19:10然後上面也有提到 我們現實的半人馬座阿爾法那 是雙體加

sokayha03/25 19:10一個遠離的小單體 所以大致上來說是可以預測的 但作品裡

sokayha03/25 19:10其實是把它敘述成三個質量相近、距離也差不多的複雜三體

tim3214200003/25 19:11效應是指不可預測性

sokayha03/25 19:11這就是說無法預測的主因 它故事上把背景主題故意設成無法

sokayha03/25 19:11簡化的多體問題

haha9803/25 19:18阿所以你混沌系統去看了沒

tim3214200003/25 19:19混沌跟非線性高度相關,愛因斯坦的重力方程式大概也

tim3214200003/25 19:19有混沌(我沒解過,推測)

tim3214200003/25 19:34三體 小說特別的地方是 星系的主宰恆星們就有混沌

a205090a03/25 19:56三體的三顆星質量相近 你舉的例子都差太多

a205090a03/25 19:58且太陽月球地球本身是恆星 行星 衛星

a205090a03/25 19:59並非三顆恆星來的混沌

sokayha03/25 20:02我想本文原po應該不太清楚各恒星行星衛星的實際質量比 才

sokayha03/25 20:02會拿伽利略衛星與木星來舉例 我們平常看到的恒星行星衛

sokayha03/25 20:02星圖都有為了描繪方便把倍數差距減少很多

leo12516090903/25 20:02三體人的最大問題是不知道母星何時會被其中太陽吞噬

leo12516090903/25 20:02,他們星系本來有12顆行星,到故事開頭只剩一顆

leo12516090903/25 20:04你如果只看小說大綱當然會一堆問題,建議你要嘛去看

leo12516090903/25 20:04原作,要嘛去看b站上的解說視頻

sokayha03/25 20:17某些藝術圖甚至會誇張的畫成這樣

sokayha03/25 20:17https://i.imgur.com/wpN3F69.jpg

sokayha03/25 20:17實際上比例是這樣的

sokayha03/25 20:17https://i.imgur.com/R46Pc2J.jpg

sokayha03/25 20:20木星本身質量約是伽利略衛星的5000倍 所以在計算的時候都

sokayha03/25 20:20能簡單的當整體系統去算就好 因為差異太大了

haley8020803/25 20:46三顆質量接近的球體相互引力作用,現在地球科技只找到

haley8020803/25 20:461萬多種,質量有誤差或是軌道偏1公分,結果就完全不同

haley8020803/25 20:48而且現在超級電腦也沒有完全預測軌道,也是每隔一陣子

haley8020803/25 20:48做修正

diablohinet03/25 21:34SF作品不用解釋他吧@@;

diablohinet03/25 21:34解析*

poiu123403/25 21:38解析有啥不好 可以學到東西啊

Wangdy03/25 22:01你觀測到的太陽系星體規律再幾億年以後不見得都這麼規律

Wangdy03/25 22:01,流浪行星了解一下

uly03/26 11:08網飛版就跟你明說 地球是穩定的 三體人那邊無解 這是作品設定