[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]自牛頓首次於《自然哲學的數學原理》描述三體問題以來，三個物體相互影響彼此的議題，就一直吸引著科學家的興趣。相較於相互作用的兩個物體，一但引入第三個物體形成三體系統，不但會把情況變得相當複雜，而且很可能會形成一個混沌系統。
三體問題為何如此難解？[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]丹麥哥本哈根大學波耳研究所（Niels Bohr Institute）的特拉尼（Alessandro Alberto Trani）解釋說：「三體問題是數學和理論物理中最著名的不可解問題之一。理論上，當三個物體相遇時，系統以混沌的方式演變，沒有規律，並且與初始條件的差異變得毫無聯繫。」
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]而傳統的求解運動方程標準流程，是將微分方程式經過特定的積分技巧，計算出帶有若干需由初始條件決定的函數。因此初始條件通常決定了函數未來的走向，與初始條件脫離關係，就意味著運動方程式的可預測性失靈了。
探索規律之島[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]但特拉尼挑戰了這一教課書上的經典詮釋。為了找出三體問題中可能隱藏的規律，特拉尼基設計了一款名為「Tsunami」的程式進行數值模擬，設定不同的初始條件，盡可能包含三個天體互相靠近的可能性，執行了數百萬次的三體模擬。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]模擬的結果顯示，儘管整體呈現出混沌狀態，但這種混沌中存在一個「規律之島」，而規律的條件取決於三個物體相遇時的相對位置、速度和接近角度。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]當三個天體的位置、速度和角度達到某些特定條件時，系統會逐漸遵循著某個規律，特別是在其中一個天體被逐出三體系統的過程尤為明顯，而被逐出的第三個天體通常是質量最小的那一個，這也與過去引力的理論吻合。
混沌與規律的共存挑戰[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]儘管特拉尼的研究揭示了三體問題中的規律性，但這一發現也給現有的計算模型帶來挑戰。科學家已經掌握利用統計方法來預測混沌系統的行為，但當混沌被規律打破時，這類演算法反而不再準確。因此，研究人員在處理規律之島範疇內的三體問題時，需要學習如何將統計方法與數值模擬的配合，以妥善分析這些規律系統。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]正如特拉尼所言：「從這個意義上來說，我們的結果把混沌這類問題再次推回字面上的意思，好不容易可行的統計方法，反倒在可望有解的問題上失去控制，這一發現讓我們在短期內面臨更多挑戰，但長遠來看，對於如何理解三體問題，我們的數值方法提供了新的希望。」
規律如何應用於引力波研究？[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]三體問題不僅僅是數學與理論物理學上的挑戰，它在實際宇宙中經常發生。當三個大質量天體相遇時，所產生的巨大相互作用甚至會引發強烈的天文訊號，例如引力波。對這些引力波的理解，則有賴於準確模擬這些天體的相互影響。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]特拉尼的發現，將有助於改進我們對黑洞合併、引力波釋放及其他宇宙現象的理解。這些極端條件下的天體相互作用，對現代天文物理學至關重要。
四體問題與《三體》中的星系[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]特拉尼還指出，Netflix 熱門劇集《三體》中所描述的系統，實際上是一個「四體問題」，因為劇中的星系包括了三顆恆星和一顆行星。根據他的模擬結果，這樣的四體系統中，行星很可能會被其中一顆恆星摧毀，最終演變為三體問題。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]特拉尼的研究為天體物理學中的複雜問題提供了新的思路，揭示了混沌中的隱藏規律，這不僅挑戰了傳統的理論，把法國數學家龐加萊提出的限制性三體問題（即三體中其中兩體的質量極大，以至於第三體的質量完全不能對其造成任何擾動）推廣至更一般的情況，也為這個古老的多體問題開啟了新的研究方向。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.87)]資料來源：
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