最近电视剧《三体》热播，这部科幻巨著得到很好的影视化呈现，也掀起了新一波“三体热”。

《三体》小说的创作源头就是著名的“三体问题”。

“三体问题”是天体力学中的一个基本力学模型。它是研究三个质量、初始位置和初始速度都是任意的、可视为质点的天体，在万有引力作用下运动规律的问题。

最初，牛顿在利用力学定律研究完二体（双星）问题后，就尝试研究三体（三星）问题。他发现，在三个天体的相互作用下其运动无法精确预测。在牛顿之后的两三百年里，欧拉、拉格朗日、拉普拉斯等科学家都尝试解开“三体问题”。

最终，数学家庞加莱提出“三体问题”不存在用公式得出的精确解。他指出，只要初始条件产生细微变化，随着时间推移，三体运动就会出现截然不同的结果。因此，三体运动无法精确预测。

在小说中，“三体问题”更加复杂。

只有当三体行星被三颗恒星中的一颗引力场所捕获，而其余两颗恒星全部远离时，三体星才能进入和地球一样的四季变化、昼夜更迭阶段，也就是《三体》中提到的“恒纪元”。但由于三颗恒星形成了“三体结构”，恒星的运行轨迹和方式无法长期精准把握，三体文明的生存条件也因此极为恶劣。

图为电视剧《三体》的宣传海报

而在现实中，人们也将这种因条件细微变化而导致结果无法精确预测的系统称为“混沌系统”。其实，比“三体问题”更著名的混沌系统则是气象人每天都要面对的。

20世纪中叶，美国麻省理工学院的数学与气象学家爱德华·罗伦兹提出了“蝴蝶效应”。他试图用计算机来模拟天气变化。

最初，他模拟了一段天气演变过程，并把结果打印出来。在进行第二段模拟时，他不打算让计算机把之前的数据重新计算一遍，而是从中挑了一个之前的模拟结果，把数值输入到计算机中进行模拟。然而，他却发现，把这个模拟结果作为初始值时，模拟的演化过程及结果却与上一次不同，且随着时间的推移，二者差别越来越大。

面对这种现象，爱德华·罗伦兹感慨道：“巴西的一只蝴蝶舞动翅膀，就可以引发美国得克萨斯州的一场龙卷风吗？”他提出，更多随机变量的出现、参数的细微差异等，都会被时间逐渐放大直至让整个系统面目全非。这就是“混沌系统”难以“计算”的原因。

从天体的运行到天气的变化，再到溪水的湍流……“混沌系统”其实就在我们每个人身边。这也回答了为何“天有不测风云”！

然而，类似“三体问题”的混沌系统真的无解吗？对，也不对。

“混沌系统”无法得出的是解，是通过公式精准计算的“解析解”。但如果我们设定出明确的初始条件，并对变量有准确、及时的掌握，是能够得出一系列“特定解”的。这当中的关键在于，能对初始条件、变量进行更精准的获取，以及计算能力尤其是计算速度的提升。简单来说，也许我们无法通过公式精准计算未来100步，但如果我们可以快速地计算出下一步、未来10步，也足以让我们预知演化的方向。

这正是现代气象预报的“进化逻辑”，即随着监测数据的日益丰富与数据传输速率的提升、数值预报模式的迭代、计算能力的升级……大气的风云变化在一定时间、空间尺度内已愈发可测。

对于“三体问题”来说，即便无法为三体星人测出“万年历”，但以其小说中的科技水平，通过数值系统模拟一定时间内的恒星运行规律应该不是难事。譬如，若能提前预测“乱纪元”的到来，三体星人可以及时躲避至准备措施完备的“地下城”，这种连《流浪地球》里人类科技都可以畅想的事情，应当远比“脱水”更有利于文明的延续。应当说，面对“混沌系统”，我们早已不是“束手无策”。

（作者：段昊书 责任编辑：张林）