三体问题没有数学上的解析解,本质上是不是就是偏微分方程没有精确解?

2020-06-10 18:32:07 +08:00
 plusDiscuss
偶然又看到“限制性三体问题”:理想模式下,就 3 个星体,不考虑 3 个星体之外的环境扰动。已知 3 个星体的能量、动量、角动量,设置初始状态不考虑形状、质心偏移等因素。

这种情况下的“限制性三体问题”,依然没有数学上的解析解。显然是目前的数学工具不够。想了一下,是不是和偏微分方程没有精确解是同一个本质?

三体问题应该要用全微分的,如果 4 体问题要用全微分+1 维常微分(已经找不到数学里的方式去描述了),所以 N 体问题无解,本质上是目前没有比微分方程更高一级的数学表述工具。

我的理解是至少要有一种泰勒级数展开这样的分析方法,去做为微分方程的展开式表示,才能处理 N 体问题?

刚上渣本的低年级新鸟,叙述不准多多指正。
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3 条回复
akira
2020-06-10 20:53:05 +08:00
有解。没稳定解
windyland
2020-06-10 21:08:41 +08:00
有解,但是这个解会反复横跳,反映到现实就是:轨道可以预测,但是不能变成循环,类似π
necomancer
2020-06-10 22:46:03 +08:00
1. 推荐你看看哈密顿力学。
2. 三体问题我记得 Sundman 几乎 100 年前就证明过非零角动量初始条件下都存在级数解,算是解析解的开端了。Qiudong Wang 之后还有一个关于一般 n-body 的讨论,这方面目前算是在 negligible initial sets (一些特定质量比、碰撞形式等) 上无效以外都有级数解。有兴趣可以去看看。
3. 如果讨论数值解,那么庞加莱早就使用相空间发讨论过,混沌体系,数值解追求“精确”的代价非常大。

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