真的難以想像，發生在宇宙中的「蝴蝶效應」竟如此常見
蝴蝶振一振翅膀，就能引發一場混亂。類似的蝴蝶效應不僅在生活中很常見，在浩瀚的宇宙也同樣常見。比如一顆大的掠日彗星撞擊太陽，極有可能會導致一系列未知事件的發生。因為太陽是混沌的，你永遠不能準確知曉它將會引發什麼。這就好比天氣系統不能100%的做出預報，再好比是引力的攝動，都存在著極大的未知。
從太陽系和小行星帶看宇宙中的蝴蝶效應
太陽系是怎麼形成的？這一答案的產生最早源自星雲說。早期的太陽系是一大團氫分子雲，這些氫分子雲起初可能是受到附近的超新星激波的擾動，密度開始變得不均勻，最終形成了我們目前的太陽系。試想如果這些氫分子雲沒有受到影響，也就意味著沒有太陽系的形成。而如果沒有太陽系的存在，很可能就沒有如今的我們。這就像如果地球距離太陽再近一點或遠一點，而不是處於適居帶區域，那麼我們的生命也將不復存在。
小行星帶位於火星與木星之間，這裡有成千上萬的小行星。木星每一次強大引力的攝動，都將導致小行星的「亂串」，誰也預測不到什麼時候它會撞向哪顆行星。可見，每一個看似微小的擾動，都有可能給地球帶來災難。
主要的小行星帶（以白色顯示）位於火星和木星軌道之間。從天球北極觀察。圖Mdf. Translated to traditional Chinese by Patrick Rowe.
什麼是蝴蝶效應？
首先，你需要了解什麼是蝴蝶效應？簡單來說，就是一個極為微小的變化，將引發一系列連鎖式的變化。
一個經典的例子：蝴蝶煽動一下翅膀，將會引起明顯的天氣變化。這種現象如果用來說明日常生活，就是您現在做的每一個動作，都將影響您下一秒要做的事。更準確的說，是將會影響下一個普朗克時間。
在混沌理論中，蝴蝶效應和初始狀態的敏感依賴性有關。這個術語是由美國氣象學家愛德華·羅倫茲（Edward Lorenz）提出的。他發現一隻蝴蝶即使在很遙遠的地方煽動幾下翅膀，也會對龍捲風有所擾動。
羅倫茲在他的天氣模型數值中，植入了一些看似無關緊要的初始條件數據，結果他發現新產生的數據和之前的並不一致，也就是說初始條件的微小變化，將會產生一些截然不同的結果，這種現象被他稱作「蝴蝶效應」。
二維相空間中的點吸引子，圖：Indolences
引力攝動是如何被關注的？
在天文學中，攝動的含義是：大質量物體受到除單個其他質量物體引力之外的力的複雜運動。它受到來自大氣的阻力，以及扁形物體或其他畸形物體的偏心引力。
對攝動的研究，始於夜空中行星運動的預測。
牛頓在闡述他的運動定律和萬有引力定律時，首先把它們應用於對攝動的分析中，他認識到攝動的計算過程既困難又複雜。從那時起，許多偉大的數學家開始關注和攝動相關的各種問題。
到了18和19世紀，人們需要精確的月球和行星位置表，以便進行海上的導航，這就更加需要研究攝動的影響。
這張圖描繪出在未來的50,000年間，水星、金星、地球、和火星的軌道離心率變化。原點（0點）是2007年。圖：frankuitaalst from the Gravity Simulator message board.
多體問題的特殊性有哪些？
與大量相互作用的粒子所構成的微觀系統性質有關的物理問題的總稱，就是多體問題。
這裡的微觀，意味著必須使用量子力學來為系統提供準確的描述。大量則是指，可以是從3到無窮遠（在實際上是無限的，均勻的或周期性的系統，例如晶體）。由於三體系統和四體系統可以通過特定的方法（分別是Faddeev和Faddeev-Yakubovsky方程）來處理，所以有時也被單獨歸類為少體系統。
在這樣的量子系統中，粒子之間的重複相互作用會產生量子相關或糾纏。因此，系統的波函數是一個包含大量信息的複雜結構，通常無法進行分析或是精確的計算。也就是說，多體理論物理學最常依賴於一組特定於當前問題的近似值，並且是超級計算機的科學領域之一。
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文章作者：零度星系（天文在線）
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最終審核：
編輯用時：2018年12月11日 -2018年12月11日（花費時長：約2個小時）
審核用時：
最後更新：2019年1月27日星期日
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