三体论文开题报告

牛顿的引力理论正确预测两个互相吸引的天体(比如太阳和地球)的运动规律——它们的轨道基本是椭圆形。但如果有3个天体(比如太阳、地球和月球)互相作用，它们的运行轨道有什么规律?这就是著名的“三体问题”。2013年，有两位科学家一口气找到了13组新的周期性特解，震惊了科学界。 “三体问题”的提出可以追溯到17世纪80年代，当时英国物理学家、数学家艾萨克·牛顿运用他的引力理论正确预测两个互相吸引的天体(比如太阳和地球)的运动规律——它们的轨道基本是椭圆形。但如果有3个天体，比如太阳、地球和月球相互作用，它们的运行轨道是什么样的?牛顿没能给出通用的特解答案。简单地说，“三体问题”就是探讨3个质量、初始位置和初始速度都为任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律问题。随后的200多年中，科学家们为解决这个问题绞尽脑汁，直到1887年德国数学家、天文学家海因里希·布伦斯指出，寻找三体问题的通解注定是无用功，只在特定条件下成立的特解才可能存在。1889年，法国数学家、天体力学家亨利·庞加莱将复杂的三体问题简化成了所谓的“限制性三体问题”。但他发现，即使对简化了的限制性三体问题，在同宿轨道或者异宿轨道附近，解的形态会非常复杂，以至于对于给定的初始条件，几乎没有办法预测当时间趋于无穷时，这个轨道的最终命运。而这种对于轨道的长时间行为的不确定性，这被称为“混沌”(chaos)现象。表明了通常情况下三体问题的解是非周期性的。要发现三体问题的周期性特解绝非易事——自“三体问题”被确认以来的300多年中，人们只找到了3组周期性特解。法国数学家、物理学家约瑟夫·拉格朗日和瑞士数学家、物理学家莱昂哈德·欧拉在18世纪得到了一些结果;20世纪70年代，美国数学家罗杰·布鲁克和法国天文学家米歇尔·赫农借助计算机又得到了更多的结果;1993年，美国数学家、物理学家克里斯·摩尔发现一种奇特现象——特解中3个天体的运动似在一条“8”字形的轨道上互相追逐。上述所有这些被发现的特解可以被归结为下面3族:拉格朗日-欧拉族、布鲁克-赫农族和“8”字形族。拉格朗日-欧拉族的解比较简单，就是三个天体等间距地在圆轨道上运动，就像旋转木马那样。布鲁克-赫农族的解比较复杂，两个天体在里面横冲直撞，第三个天体在它们外围做环绕运动。要知道，发现新的特解不是一件容易的事:三个天体在空间中的分布可以有无穷多种情况，必须找到合适的初始条件——起始点、速度等，才能使系统在运动一段时间之后回到初始状态，即进行周期性的运动。2013年，塞尔维亚物理学家米洛万·舒瓦科夫和迪米特拉·什诺维奇发现了新的13族特解。他们在著名学术期刊《物理评论快报》上发表了论文，描述了他们的寻找方法:运用计算机模拟，先从一个已知的特解开始，然后不断地对其初始条件进行微小的调整，直到新的运动模式被发现。这13族特解非常复杂，在抽象空间“形状球”中，就像一个松散的线团。三体问题特解的族数被扩充到了16族。这一新发现令科学界欢欣鼓舞。多年来一直从事三体问题研究的美国科学家罗伯特·范德贝说，“我非常喜欢这一成果”。另一位美国科学家理查德·蒙哥马利说:“这些结果非常美妙，而且描述非常精彩。”中国科学家周海中表示，他们的成果加深了人们对天体运动的了解，促进了天体力学和数学物理的进一步发展，尤其是对人们研究太空火箭轨道和双星演化很有帮助。

轻轻翻动着雪白的书页，细细品味着优美的文字，我被它深深吸引住了，如饥似渴，手不释卷。精彩的内容，跳跃的思维让我的内心受到了巨大的震撼，以至于有点埋怨自己从前的阅读范围是如此的狭窄，像《三体》这样精彩的小说竟未曾发现。《三体》是一部科幻巨作，是中国科幻文学的里程碑之作，刘慈欣著。虽说也是一部科幻小说，但它却与其他的科幻小说大相径庭，在骨子里就是一本独特的书。举例来说，在大多数小说中，外星人都有着上帝般的形象，对人类亲切至极，会安慰人类，帮助人类，可谁知外星人是善是恶呢？《三体》便一反常态，将外星人刻画成一个合情合理的形象——迫于生存的危机而侵略地球的生物，存在着缺陷，却又十分的合于情理。这一下，就将它们活灵活现地刻画出来。书中还提到一个新的词语——智子。刚开始，我也不明白是什么意思，可随着故事情节的发展，我终于明白，这是一种被三体人（外星人）用我们前所未有的高科技赋予了生命，可随意维度化的微不足道的质子！这想象，真是既天马行空，却又有着科学的依据。我们当中有几个人能够将它想象出来！这部小说，还有一个引人注目的特别之处，那就是写作的手法。它一改以往习惯的“因为——所以”式写法，使用了“所以——因为”式。说详细一点就是将以往一成不变的先写事情发生前的事，再写事情结果的手法变成先写事情发生后的事，再写事情发生前的原因。中间一些细微的地方又透露着一些隐隐约约的线索，引人深思。读书的时候将这些线索串联起来，再仔细一想，对整件事情的理解便简单明了多了。这就像小孩子拼拼图一样，让读者自己一点一点去探索发现，这真是一种高明的写作手法，让读者能够有充分的空间去想象。