从牛顿、三体到混沌：科学认知如何从简单到复杂(4)

《三体》小说为什么非常有趣？
大家都知道数学家喜欢写一些猜测，比如经典的科幻作品《三体》，大家为什么觉得这本小说非常有趣呢？
我刚才提到了，因为三体问题无法用经典方法把解写出来。三体是一个混沌系统，最重要的特征是不可预测。三体的运动，假如时间不够长，是不可能预测未来会如何变化。《三体》小说就是利用这种特征，描述了一个世界有三个太阳，三个太阳的运转处于非常不可预测的状态，可能三个太阳突然出现，使星球上的所有生命热死，很可能三个太阳一段时间都不出现，让星球很冷，把所有生命冻死，这就是《三体》小说里的科学原理。
对人类而言，我们没必要担心太阳系是否稳定，科学家计算过，几百万年，甚至上亿年内都没有问题，即使不稳定，也要几亿年后才会出现的事了。
人类为什么要关心太阳系的稳定性呢？我想说科学的发展并不是从实用性的角度出发的。现代科学从牛顿力学而来，牛顿力学又从天体力学而来，而天体力学刚开始是满足人类的好奇心，但是科学给人类的生活带来革命性的发展与技术不一样，技术是竞技性的，科学是革命性的，现代的生活，所有一切是由于科学的发展，故而用功利性的眼光去看科学研究是错误的。

数学家有一个非常深刻的理论，叫KAM理论（编者注：KAM理论是经典力学里讨论近可积保守系统：哈密顿系统，可逆系统，保体积映射的动力学性态的著名的理论。K ，A，M 分别代表公认的于上个世纪五六十年代创立该理论的三位数学家，他们是：俄罗斯数学家 Kolmogorov和 Arnold，以及德国数学家 Moser），有很多数学家为此做出了很大的贡献。人们对力学系统所关心的问题之一，是运动过程的长期行为和它最终会达到的状态。动力系统的长时间行为可能有多种形式：平衡或不动点、周期振动、准周期运动、混沌，它们都是定常态。
牛顿力学的确定论观点曾因解决太阳系行星运行问题的成功而在很长时期占统治地位，但是，力学中的三体问题和重刚体绕固定点的运动问题成为困扰人们近一个世纪的难题，KAM定理通过对弱不可积系统运动稳定性条件的证明，说明了三维以上非线性系统的运动轨道出现混沌现象具有普遍性。