挑战世界经典难题，中国科学家提出求解“三体问题”周期轨道路线图

人民网上海6月20日电 三百余年来，“三体问题”得到国际学术界的广泛关注，成为历史上最著名的科学问题之一。科幻作家刘慈欣就在其科幻小说《三体》中虚构了一个“三体世界”，向公众科普了牛顿1687年提出的这个著名的“三体问题”。
近期，上海交通大学廖世俊教授和其博士生杨宇，以及暨南大学李晓明副教授在国际杂志《New Astronomy》发表论文，通过将“机器学习”与其发明的一种极高精度的数值算法相结合，提出了求解“三体问题”周期轨道的路线图，大大提高了计算效率，为获得“三体问题”海量、精确的周期轨道铺平了道路。
科学家们一直在探索“三体问题”的奥秘。2009年，上海交通大学廖世俊提出一个获得混沌动力系统收敛轨迹的策略——精准数值模拟(简称CNS)。CNS能将数值误差降到任意小，从而可获得混沌系统足够长时间内收敛的数值解，在理论上为准确获得“三体问题”的周期轨道铺平了道路。
基于CNS，2017年廖世俊团队成功获得等质量的“三体问题”695类周期轨道；2018年廖世俊团队与上海交通大学物理和天文学院景益鹏院士合作，应用CNS进一步成功获得两个质量相等的三体系统1349类全新的周期轨道。
任意不等质量的三体系统之周期轨道的获取更为困难。2021年廖世俊与暨南大学李晓明等合作，以一个已知的、具有相同质量的三体系统周期轨道为基础，成功应用CNS获得该三体系统任意不等质量的135445个周期轨道，将“三体问题”周期轨道数量增加了几个数量级，证实了CNS求解任意质量“三体问题”周期轨道(特别是长周期轨道)的有效性。
值得指出的是，这135445个周期轨道很多是稳定的，其质量范围与2019年诺贝尔物理奖获得者麦耶(Michel Mayor)和奎洛兹(Didier Queloz)所发现的太阳系外第一个环绕类太阳恒星的行星相近，因此，这些周期轨道很有可能在宇宙中确实存在，今后有可能被观测到。