Ах, старая добрая задача трёх тел... милая маленькая головоломка из мира физики и небесной механики, где математики и астрономы пытаются понять, что происходит, когда три небесных тела (например, планеты или звёзды) гравитационно вращаются вокруг друг друга. И нет, это не любовный треугольник, в котором что-то пошло не так, хотя уровень хаоса сравним.
Смотрите, если у вас есть два тела... скажем, Земля и Луна... это относительно просто. Законы Ньютона дают вам красивое и аккуратное решение. Вы можете предсказать, где будет находиться каждое из них в любой момент в будущем. Однако добавьте третий объект, и внезапно это станет похоже на попытку предсказать точное положение трёх пьяных велосипедистов, жонглирующих бензопилами на движущейся карусели. Математика превращается из элегантной в «оставь надежду всяк сюда входящий».
Эта проблема существует уже несколько веков. Сам вопрос восходит к Исааку Ньютону, жившему в 1600-х годах. Человек, который более или менее изобрёл физику в том виде, в каком мы её знаем, открыл гравитацию и сказал: «Погодите-ка... вся эта ситуация с тремя телами? У меня нет чёткого ответа на этот вопрос». И это Исаак Ньютон... если он не смог решить эту задачу, то, конечно, она непростая.
Перенесёмся в XVIII век, и перед вами предстанет Жозеф Луи Лагранж. Блестящий ум. Француз. Носил напудренные парики, потому что, видимо, это было в моде, когда вы занимались изобретением математики. Он добился определённых успехов в решении частных случаев задачи трёх тел... небольших лазеек, где движение можно предсказать при очень специфических условиях. Он нашёл пять особых точек (названных, как и следовало ожидать, точками Лагранжа), в которых более мелкий объект мог находиться в своего рода гравитационном тупике между двумя более крупными телами. Это полезно, если вы, скажем, из НАСА и хотите разместить спутник в стабильном месте. Но как решить общую задачу трёх тел? По-прежнему безрезультатно.
Далее – в конце XIX века появляется Анри Пуанкаре. Ещё один француз... что у французов с небесной дисфункцией? Пуанкаре взглянул на проблему и сказал: «Что за чёрт? Это по своей сути хаотично». Таким образом, он открыл теорию хаоса до того, как кто-либо назвал её так. Он показал, что для большинства конфигураций система трёх тел настолько чувствительна к начальным условиям, что малейшие изменения приводят к совершенно разным результатам. Другими словами... Удачи вам в прогнозировании чего-либо через какое-то время. Это как прогноз погоды, только для планет.
А теперь самое интересное... несмотря на многовековые попытки, никто так и не решил общую задачу трёх тел в той красивой замкнутой форме, которую мы все так любим в физике. Не существует волшебной формулы, которая выдавала бы положение всех трёх тел в любой момент времени. Вместо этого у нас есть численные решения. Это код для... «Заставьте компьютер выполнить миллиард вычислений и надейтесь, что он не зависнет». Благодаря современным вычислительным технологиям мы можем довольно точно моделировать эти системы, но это всё равно что наблюдать за разворачивающейся в реальном времени хаотичной мыльной оперой. Вы не решаете проблему, вы просто продолжаете наблюдать и надеетесь, что ничего не взорвётся.
Итак... кто сформулировал задачу трёх тел? Ньютон. Кто пытался её решить? Все, у кого был напудренный парик и докторская степень со времён Просвещения. Кто её решил? Ну, никто. Не полностью. Не в целом. Это до сих пор одно из тех прекрасных маленьких напоминаний Вселенной о том, что не всё можно аккуратно вписать в таблицу.