2008年11月23日星期日

N体问题的非碰撞奇点

在看经典力学的材料的时侯看到这样的话:存在5体问题的非碰撞奇点。

我实在是想象不到如果不碰撞,为什么不能继续运动下去。到处google,找到了这篇真正的专家写的科普文章。
http://www.ams.org/notices/199505/saari-2.pdf

Off to infinity in finite time
Donald G. Saari and Zhihong Xia(夏志宏)

N体问题的意思是如果有N个天体依靠万有引力和牛顿力学在运动。那么它们的运动是由一个常微分方程组给出的,研究这个方程组的解就是N体问题。这个问题的意义是显然的。N=2直接可以解出来的。N=3就有很多复杂的现象了。如果有两个或者多个发生碰撞,自然方程的解到此结束。我们说发生一个有限时间的奇点。问题是如果不存在任何的碰撞,是不是这个解就一直存在?

一开始我是怎么想也想不明白,凭什么不存在。后来才意识到,如果两个点足够近,那么它们可以给出任意大的能量。这么想才有理论的可能性。不过夏的构造依旧非常精彩。他在博士论文里面构造了(证明存在)一个N=5的解,一对质点迅速的飞向东方(比如说),一对质点飞向西,另外一个在它们之间穿梭。在有限的时间里,那两对质点到达(极限)无穷远。所有5个质点的速度都趋向无穷大。太牛了。

技术上讲,2体碰撞的奇点可以延拓,是很厉害的。3体碰撞的奇点研究,居然是C.L.Siegel的工作,难道他不是搞数论的那个么?同名?

夏的名声应该更加响亮一点才对。

1 条评论:

匿名 说...

老外很多人都很牛,很多面手的,他们可以融汇贯通很多方向……对于N体问题还是没有太多研究,只知道二体的。等下学期学了分析力学再说吧……开学的时候我盗版了一本阿诺尔德的经典力学中的数学方法,到现在还没看……惭愧啊