《三體》這部科幻小說構築了一個特殊的恆星系，這個恆星系有三顆質量差不多大的恆星相互繞行，三顆恆星的軌道的變得不可測，造成了三體星人的惡劣的自然環境。這就是經典的“三體”問題。

圖：三體運動

三體問題說的是：三顆質量、初始位置和初始速度都是任意的可視為質點的天體，在引力的作用下的運動規律問題。三體運動起源於牛頓時代，牛頓力學定律能很精確的計算兩個相互吸引的天體運動的規律，但三個天體的執行牛頓卻沒能給出答案。在隨後的200年裡，這個“三體”問題一直困擾著物理學界和數學界。

1887年，瑞典國王為了慶祝自己的60歲生日，贊助了一項競賽，徵求太陽系穩定問題的答案。這實際上就是三體問題的變種。同時期“我大清”的實際掌權者慈禧太后過生都幹了些什麼？想想都來氣！這是題外話。

圖：儒勒·昂利·龐加萊

數學家龐加萊參與了這個活動，他簡化了這個問題，即：三體運動中，其中兩個星體的質量非常大，大到另一個的星體的質量可以忽略，例如地、月和太陽組成的系統。龐加萊在這次競賽中發現了混沌理論。他發現，在三體運動中，其中一個星體如果被輕微的擾動後（這種擾動在宇宙中不可避免），後面的結果將會變得不可測。雖然他並沒有給出答案，但把這一問題的解決向前推進了一步，他最終也獲得了這次競賽的獎金。

圖：限制性三體問題

現在已知，這是一個非常複雜的數學問題，三體問題不能精確求解，只有幾種特殊情況的解。實際上，真正的混沌的三體運動在天體執行中不可能長時間存在，最終它們會因為軌道的混亂無序，其中兩顆會撞在一起，三體問題就成為經典的兩體問題了；或者形成由三顆恆星組成的三合星系統，一般都是由兩顆恆星相互繞行，然後與另一顆遠處的恆星相互繞行，雖然無法精確的求解，但大致上可以看成兩體問題。

圖：三合星

三體的問題的由來是比較早的，是宇宙中比較常見的力學模型。就是三個星體靠相互之間的萬有引力運動的問題。在已知初始條件的前提下計算三體的運動情況。

目前為止是不可解的。因為每個星體初始就有六個量，三個座標三個速度，加起來就是18階，沒有辦法算出解析解，但是數值解是有的。

龐加萊簡化了模型，把其中一個星體變小，變得幾乎不影響另外兩個星體的運動。就會出現所謂的混沌情況，就是對初始值非常敏感，有些許的偏差就有很大的影響，有點像蝴蝶效應

大家可能還聽說過尤拉點和拉格朗日點。就是如果你把第三個小的星體放入這幾個點，那他的位置會相對雙星系統保持不變。但是尤拉點並不是絕對穩定點，他對初始條件也比較敏感。

在科幻鉅著《三體》中，三體文明之所以要入侵地球，是因為其母星由於同時圍繞三顆恆星運轉，造成其生存環境極其惡劣，時而暗無天日，時而三日同現，更糟糕的是其執行軌跡毫無規律可言，這就引發了很多讀者的思考，難道三體問題真的無解嗎？出乎很多人的預料，答案是肯定的，對於給定初始位置、速度，質量已知的三個質點，我們無法描繪出其接下來的執行軌跡，這在很多人看來是不可思議的，因為對於兩個質點的運動來說，只要給我們初始條件，一個高中生就可以計算出其任意時刻的執行狀態。所以別說三個質點，就是再多加兩個，只不過運算複雜了一點而已，專業的數學家肯定也能計算出來的，可現實就是這麼的殘酷，僅僅是多加一個質點，問題立刻就變得無解了，即使有運算能力超強的計算機的幫助，結果依然如此！當然，並不是所有的三體問題都是無解的，比如我們所在的這個太陽、地球、月亮組成的天體系統，只要給我們初始條件，我們就可以計算出任意時間節點上三者的執行情況和位置關係！