毕竟不太确定:动力不稳定
到19世纪末,科学家们变得有点自满。牛顿定律已经被证明是非常健壮的,和每个人都认为他们可以解决任何实际问题。除了这个坚实的数学基础,天文学家们添加更多的信息在太阳系的地球和它的位置。18luck手机登录1900年的一个天文图表会显示8大行星,每在一个椭圆轨道绕太阳,以及众多卫星,更大的小行星和彗星。相同的图表会提供明显的情况下,轨道速度,直径和与太阳之间的距离。换句话说,它包含所有必要的信息利用牛顿方程和确定18luck手机登录未来状态的行星。
1885年,瑞典和挪威国王奥斯卡二世悬赏的人可能是太阳系的稳定性。它可能似乎是一个不必要的追求(毕竟,太阳系显然已经稳定了数百万年1800年代之前),但它已经被煽动的科学家多年来,至少,它提供了一种展示经典力学的力量。几个著名的数学家,包括Euhler里昂哈,约瑟夫·路易斯·拉格朗日甚至皮埃尔西蒙拉普拉斯本人,以前解决问题奥斯卡国王的比赛。一些设法提供太阳能系统稳定性的证明,至少在短期模型。但没有人能够证明,明确,八大行星会呆在一个有限的空间区域。
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法国数学家已经进入亨利·庞加莱前以创新思维大赛吸引了他的注意。不是关注所有行星和太阳同时,庞加莱决定限制他的分析,一个更小、更简单的系统——两个巨大的身体环绕在他们共同的重心,而一个小得多的身体轨道。这是众所周知的n体问题使用复杂的数学预测运动的一组交互的天体的引力。数学通常涉及到微分方程,方程系统给的变化率作为当前状态的函数。但是当庞加莱试图描述的身体在他的现状简单微积分,他发现小的不精确,四舍五入一个行星的质量,例如,随着时间的流逝,成为以惊人的速度扩大。即使他缩小初始条件的不确定性越来越小的值,计算仍然“爆炸”,产生巨大的最终预测的不确定性。他得出的结论是不可能预测未来太阳系的结果,因为系统本身太复杂,充满了太多的变量与绝对无法测量的精度。
为他工作,庞加莱赢得了比赛。但是他的成就是发现一些被称为动态不稳定,或混乱。它在很大程度上忽视了另一个70年,直到一个气象学家,麻省理工学院(MIT)试图使用电脑来提高天气预报。