三体探秘
- 来源:微型计算机Geek
- 关键字:三体,探秘
- 发布时间:2011-01-04 10:33
关于三体的描述求解三体
嗯！诸位咸湿达人、怪黎蜀们，此三体与体位或者人数毫无关联！我们要说的是宇宙尺度的天象。当然，对于胸怀小宇宙者，另当别论。
地球上有记载的最早的三体现象（准确地说应该是N体，N=10）在后羿时代，那时候天空出现了10个太阳，大地燃烧，万物遭殃，多亏了天生神力的后羿大叔使用了恒星毁灭级飞箭一口气干掉了9个，才有了今天地球的苍葱翠绿；另外关于三体的详细描述还来源于大刘（刘慈欣）的小说《三体》—在距离太阳系约4光年处，有一个由3颗恒星和12颗行星组成的星系，由于三体运动的不规则性，这个恒星-行星体系中的11颗已经被三个太阳吞噬，剩下的一颗上演着本文开头的真实场景。遗憾的是，虽然该星球上有着远超地球文明的科技，但缺少后羿这样的大神以及神奇的恒星毁灭武器，广大人民群众生活在水深火热之中。他们有两个选择：一，求解出三个太阳下的三体运行规律，因地制宜和谐发展；二，全体移民至其他星球。事实上，他们确实两手都在抓，两手都很硬。
先说一下神马是“三体”：用物理语言描述，在一个惯性参考系中有N个质点，求解这N个质点的运动方程就是N体问题。所谓惯性参考系，也就是说不受系统外力的作用，在天体力学里面，通常只考虑万有引力。用数学语言讲，在三维平直空间里有N个质点，每个质点的质量都已知而且不会变化，初始时刻所有质点的位置和速度都已知，每个质点都只受到来自其他质点的万有引力，求解任意时刻，某个质点的位置。当N=3时，就是“三体”问题了—它是多体问题的一个特例，即便是三体，已经令我们头疼到今天依然没有得到完美的答案，不过，进展还是很大滴。
关于三体的求解历史远比叶文洁（《三体》中的人物之一）着手的时间长，早在17世纪，牛顿已经在探索了（传说三体求解的数学工具微积分是牛顿为解决生活问题而“发明”的，不过阴谋论者认为，牛顿同学很可能与三体人有着某种关联）。求解主要依据经典的力学定律：牛顿万有引力定理和牛顿第二定律（木有天天向上的同学请自行查阅物理教材），即F=m1a1=k(m1×m2)/r2，其中m为星球质量，a为星球运动的加速度，k为万有引力常数，r则为两个星球的距离。
对于太阳和月亮这样的体系，用这个公式就可以搞定啦，但三体很显然要难搞得多，要不也不用到现在烧了那么多天才脑袋也没搞出解析解。由于加速度、星球距离需要根据三体运动的实时情况确定，数学上它需要用一个二阶常微分方程来表达，求解三体，其实就是求解一个由9个二阶常微分方程组成的方程组的解！《Geek》在这里就不列出来了，有兴趣的童鞋请上维基百科相关条目观赏吧。
囧……好吧，你只要知道这是一个可以搅浑脑仁的棘手数学方程组即可，法国数学家、物理学家庞加莱（Jules Henri Poincare）已经证明，这玩意儿无解（不能得到一个通用的公式）！所以别折腾鸟。
到此为止，对这个问题本来已经可以洗洗睡了，可能是三体人不甘心，加上地球上还有个叫奥卡姆的家伙搞了个“剃刀原理”，于是，包括拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、庞加莱这帮不死心的人开始对这个问题进行精简，在几个特例解上做文章，即“平面限制性三体问题”。现在的诸如行星探测器、绕月探测器全都拜这几个特解所赐（木有隐私的三体人终于还是干不过狡猾的地球人，咩哈哈哈~~~）。
精简的过程是这样滴：假设一个质点相对于其他两个质点的质量非常小，对其他两个质点的万有引力可以忽略，并且这三个星体的运动在同一平面上，这个简化等于是先解一个二体问题，然后再加入一个质量很小的质点，再解这个质点在二体体系中的运动方程。虽然这也不能得到一个通用的数学公式（不给力啊），不过可以得到一些数值解，这已经相当不容易了。最著名的解就是拉格朗日点，1772年，拉格朗日在“平面圆型限制性三体问题”上找到了5个特解。事实证明，三体在某些情况下还是有救的。
现实中的三体
首先出场的是拉格朗日点的太阳系再现，太阳系也有三体人？木有，但存在稳定的三体形式！在木星和太阳这两个重量级二体之外，存在5个点可以容纳第三个质量很小的“第三体”，用符号表示为：L1~L5。其中木星和太阳的连线上存在三个点，不过这“三点式”不太稳定，只要位置略有偏离，第三体就会飞出去，“第X X X代文明在星球失控中毁灭了，原因是星球偏离星系，生命环境遭到毁灭性毁坏”。不过围绕木星圆形轨道上的L4、L5则是稳定的，只要在这个等腰三角形的顶点上，这个三体系统就会保持稳定。实际观察证实，L4和L5上各有一群小行星，就是著名的特洛伊群和希腊群小行星。
绕月探测器、地球、月球同样也是一个三体问题，控制中心上那些蛋疼的轨道加速设计都是为了把探测器送到拉格朗日点上，要不探测器上的科学仪器看到的就是和三体人一样的乱象。
有三颗太阳的三体么？请将望远镜对准半人马座，名为α（南门二）三合星的系统正在缓慢旋转，相比三体人所在的星系，这个三合星体系可以誉为天堂。仰望星空，在地球的夜空中，南门二是全天第三亮星，仅次于天狼星和老人星（P.S.对于大部分中国人，看到南门二的机会不大，南门二太靠南了，考虑到光污染，北回归线以北的人们不要指望能在地平线上看到它）。
用不大的望远镜就可以把南门二分解成两颗亮星，当中较亮的南门二A和南门二B组成一对，彼此以80年的周期互相绕转。它们的平均距离为23天文单位（地球与太阳的平均距离），与地球的距离为4.3光年；余下的第三颗星“比邻星”则在距离南门二A和B的共同质心12000天文单位处运动，大约50万年~200万年可以绕着南门二A和B转一圈，亮度很暗，相当于肉眼能看到的最暗恒星的百分之一，必须用相当大的望远镜才能看到。比邻星离开两颗主星的距离也很远（是老大、老二之间距离的近600倍），甚至对双星的运动没有多大影响。
南门二A、B一颗比太阳略大，一颗略小，如果可以行星传送，地球可以围绕A、B中的任意一颗，在合适的距离获得与当前地球一样的生态环境，还能体验到亮如白昼的“飞星之夜”，“三日凌空”也并不是不可能，只是看起来不那么明显，而且也不会带来任何灾难。南门二应该是三体人最近的理想去所，遗憾的是，从观测上，还没有发现南门二A、B拥有行星的任何迹象。从行星形成理论上，南门二A、B是比较近距的双星，在恒星形成阶段，它们的引力会彼此干扰，使得尘埃和气体没有机会凝聚起来形成行星，接下来再把这些物质清扫一空。相应的太阳系里的例子是，木星内侧的小行星带就没能形成一颗大行星，而木星还时不时把一些倒霉的小家伙拉过来变成卫星或者干脆吃下去。要移民，只能自备行星，或者建造一部“真理号”停泊在那。
一秒钟就找到你
“内事不决问百度，外事不决问谷歌，房事不决问天涯。”这句玩笑话虽然更多的是对“上天涯不用上黄网”的天涯的调侃，也从一个侧面反应了不少童鞋对于搜索引擎的使用习惯。人们越来越习惯于在网上获取自己想知道的内容，解决自己生活中遇到的问题，寻求自己想知道的答案。搜索引擎的诞生，加速了人类在互联网上获取有用信息的速度，节约了寻找信息的成本，也促进着信息的快速流动。如果说互联网是人类这一百年来最重要的发明，那么搜索引擎的产生和出现，在互联网自身的历史中必然也是最重要的发明之一。
你不认识我，我想知道你
—搜索引擎发展史
虽然现在我们已经习惯于使用各种搜索引擎来获得互联网上对我们有用的信息，但对于互联网的历史来说，搜索引擎的出现算得上是一个新鲜事物：互联网的雏形出现于1969年，而能让我们快速获得信息的搜索引擎却在1990年才开始出现（也有1989年的说法）。由于当时万维网（W W W）尚未出现，网络文件多是分布在各个F TP站点里，加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学（McGillUniversity）的学生Peter J. Deutsch和他的朋友们开发了一个可以用文件名查找文件的系统Archie。它能周期性地到达所有开放的文件下载站点，列出它们包含的文件并且建立一个可以检索的软件索引，从而自动索引匿名FTP网站文件的程序。
虽然Archie的出现对在网上获取相关文件提供了不少方便，但Archie不支持搜索网页，它只能告诉你在什么地方可以下载到你想要的某个文件。听上去这好像现在我们在电驴上搜哪里可以下到某部不和谐的小电影一样，但其实Archie可没有现在的电驴好用，它不支持模糊搜索，你必须输入非常精确的文件名搜索，才能得知在哪一个FTP上能下载到你想要的那个文件。同时检索Archie命令还是UNIX命令，只有通晓UNIX知识才能充分利用它的性能。由此可见，搜索引擎的鼻祖Archie同学，当时的用户可都是一些再不济也得会用UNIX命令的“高素质Geek”。
尽管Archie显得不那么亲民，但是Archie确立了搜索引擎的基本工作方式：自动搜集信息资源、建立索引、提供检索服务。在大受欢迎的同时，它带给了人们更多的启发。更多的信息查询系统开始出现。1993年10月Martin Koster创建了ALIWEB，它是Archie的HTTP版本，也就是说，这个版本支持对网页进行搜索。然而A LIWEB不能进行自动的信息收集，如果某个站长想要他网站的内容出现在ALIWEB的目录上，他得自己写一个简介提交上去。尽管在1990~1993年间出现了不少很好用的信息查询系统，比如Gopher，但是一直到1994年1月，人类才终于有了第一个既可搜索又可浏览的分类目录E I N e tGalaxy（Tradewave Galaxy）。
1994年对网络搜索引擎来说真是里程碑式的一年。1994年4月20日，WebCrawler正式亮相，这是第一个支持搜索文件全部文字的全文搜索引擎，在它之前，用户只能通过URL和摘要搜索，而摘要一般来自人工评论或程序自动取正文的前100个字——当一个好的标题党或者说叫开篇点题党，在当时（今天）是多么重要啊。
同样是1994年的4月，Yahoo！也诞生了。由于当时使用Wanderer抓取的URL信息含量较小，搜索者较难获得有用的信息。而Yahoo！最初采用的是和ALIWEB一样的手动录入系统，因为收录了大量的简介，因此Yahoo！的搜索效率反而比用机器人抓取的搜索引擎更高。搜索引擎发展方向开始从快速找到东西，发展到快速准确地找到有用的东西。
1994年7月，Michael Mauldin将John Leavitt的蜘蛛程序接入到自己的索引程序中，创建了支持搜索结果相关性排序的Lycos。可惜，我们还是不能在网上搜索图片，你得等到1995年12月才能在搜索引擎AltaVista上更快捷方便地去找那些让人脸红心跳的图片。1997年8月，Nor thernlight搜索引擎第一个做到了让搜索结果简单的分类，让搜索出来的结果不再像一锅番茄蛋花汤一样什么都混在一起。等到1998年，现在大多数G eek最熟悉的搜索引擎之一Google诞生了，而谷歌中国在国内的最大竞争对手，被戏称为度娘、韩度的百度同学，则在2001年才正式和中国网民见面。
看起来一样 其实不一样
—搜索引擎运作的基本原理
Google、百度、搜狐、Yahoo！、Bing……我们能使用的搜索引擎有很多，然而除了具体功能和查询结果上的区别之外，这些搜索引擎在搜索的运作原理上也有所不同。
全文搜索引擎：全文检索是指计算机索引程序通过扫描文章中的每一个词，对每一个词建立一个索引，指明该词在文章中出现的次数和位置，当用户查询时，检索程序就根据事先建立的索引进行查找，并将查找的结果反馈给用户的检索方式。这个过程类似于通过字典中的检索字表查字的过程。百度和Google等主流搜索网站都是全文搜索引擎，它们之间的区别在于全文搜索的算法不同。
目录索引搜索引擎：Yahoo！是目录索引式搜索引擎的代表，这种引擎是以人工方式或半自动方式搜集信息，由编辑人员查看信息之后，人工形成信息摘要，并将信息置于事先确定的分类框架中。信息大多面向网站，提供目录浏览服务和直接检索服务。该类搜索引擎因为加入了人的智能，所以信息准确、导航质量高，缺点是需要人工介入、维护量大、信息量少、信息更新不及时。
元搜索引擎：与全文搜索引擎和目录类搜索引擎都不同的是元搜索引擎。元搜索引擎没有自己的网络蜘蛛，当用户向元搜索引擎发出检索请求，元搜索引擎会根据请求向多个搜索引擎发出实际检索请求，在其他的搜索引擎搜出结果应答之后，元搜索引擎再从这些搜索引擎获得的检索结果进行整理，再把整理后的结果传送给用户。和全文搜索引擎和目录搜索引擎比，元搜索引擎是把多个搜索引擎的结果进行一次再加工和处理。可惜国内的元搜索引擎大多不成气候，没有几个拿得出手的，目前做得比较好的也只有抓虾网聚搜、比比猫等为数不多的几个。
到底怎样找到你
—Google的一秒钟
Google、百度、搜狐、Yahoo！、Bing……我们能使用的搜索引擎有很多，然而除了具体功能和查询结果上的区别之外，这些搜索引擎在搜索的运作原理上也有所不同。
全文搜索引擎：全文检索是指计算机索引程序通过扫描文章中的每一个词，对每一个词建立一个索引，指明该词在文章中出现的次数和位置，当用户查询时，检索程序就根据事先建立的索引进行查找，并将查找的结果反馈给用户的检索方式。这个过程类似于通过字典中的检索字表查字的过程。百度和Google等主流搜索网站都是全文搜索引擎，它们之间的区别在于全文搜索的算法不同。
目录索引搜索引擎：Yahoo！是目录索引式搜索引擎的代表，这种引擎是以人工方式或半自动方式搜集信息，由编辑人员查看信息之后，人工形成信息摘要，并将信息置于事先确定的分类框架中。信息大多面向网站，提供目录浏览服务和直接检索服务。该类搜索引擎因为加入了人的智能，所以信息准确、导航质量高，缺点是需要人工介入、维护量大、信息量少、信息更新不及时。
元搜索引擎：与全文搜索引擎和目录类搜索引擎都不同的是元搜索引擎。元搜索引擎没有自己的网络蜘蛛，当用户向元搜索引擎发出检索请求，元搜索引擎会根据请求向多个搜索引擎发出实际检索请求，在其他的搜索引擎搜出结果应答之后，元搜索引擎再从这些搜索引擎获得的检索结果进行整理，再把整理后的结果传送给用户。和全文搜索引擎和目录搜索引擎比，元搜索引擎是把多个搜索引擎的结果进行一次再加工和处理。可惜国内的元搜索引擎大多不成气候，没有几个拿得出手的，目前做得比较好的也只有抓虾网聚搜、比比猫等为数不多的几个。
作为一个喜欢做饭但手艺又不精的伪厨娘，我经常借助谷歌或者百度来解决我的吃饭问题，比如买好了大虾、菠萝和洋葱，然后无比娴熟地往搜索栏里输入：泰国炒饭怎么炒。敲下回车键，一秒钟之后各种大厨的、私房的、自己琢磨出来的泰国炒饭菜谱尽在眼前。这一秒钟之内，搜索引擎干了些什么？
现炒咖喱饭？这不可能
有人把G oogle想像成《黑衣人》中的外星文件分类员。按下按钮就好像走到外星文件分类员面前，对他说一声：我要泰国炒饭的菜谱。于是这个外星文件分类员就能在茫茫多的网页中迅速找出和泰国炒饭的菜谱，然后把菜谱列在你的面前，而这一切仅仅只用了一秒钟—这种要求《黑衣人》里的外星人做不到，Google也做不到。
对于我们来说，我们是打开G o o g l e，然后输入关键字，按下搜索按钮，等待结果。然而对于Google来说，Google的工作在我们按下按钮之前很早就开始了。G o o g l e放出了不计其数的网络蜘蛛（简单的说就是一种专门用于收集网页的程序，也叫网页机器人）对网上的网页进行检索，然后按照一定的分类将检索到的网页收录进G o o g l e的数据库，当用户按下搜索键的时候，G o o g l e并不是根据用户的命令立刻去对网上无数个网页进行一次筛选然后给你结果，而是在它的数据库中寻找和你的搜索相关联的分类，然后把这个分类显示给用户。也就是说当你搜索时，你并没有在检索时时更新的互联网，而是在检索G o o g l e的缓存。这听起来好像你去一家餐馆想要一份现炒的咖喱饭，但是它却给了你一份事先炒好准备在一边的。这听上去似乎有点让人觉得不爽，但是G o o g l e的缓存更新得很快，以尽量让收录的内容和网上最新的网页同步。对于用餐的食客来说，虽然这份“现炒咖喱饭”不是在你下单之后才下锅开炒的，但是也刚出锅不久，还热腾腾地冒着热气，这样就比较容易让人接受了。那么G o o g l e做索引的网页数量到底有多少？
大家可以在Google里搜索“a”试试，返回的结果条数大致与收录的网页总数相当（原理请自行思索），目前这个数字大概有250亿之巨。
挑食的蜘蛛
Google不断地放出网络蜘蛛来搜索网页，并把它们整理收录入数据库内，以便在用户搜索时提供给他们。然而在列出这份长长的清单时，什么样的网站该收录入库，什么样的网站该展示在列表之前呢？Google的蜘蛛显然不是什么东西一股脑子划拉回家的蠢货，这群小家伙在觅食时可是懂得挑肥拣瘦的。
Google的工作人员制定了一个标准，然后根据这个标准为这群小家伙们开出了一长串的菜单，符合这个标准的权威性、知名性网站将成为它们收录的首选之一。同时，Google还采用了一个类似于推荐系统的设置：假如我有一个网页A，这个网页的地址出现在网页B的页面中，那么相当于网页B在G oogle的推荐系统中为网页A投了一票。如果A页面同时还被C、D、E、F等等网页引用，那么A页面就相当于也获得了它们的投票。就这样，A被其他网页引用的次数越多，得到的票数越高，它就越可能出现在Google的蜘蛛的食谱上，而如果B、C、D之类的网页中有本身就在Google蜘蛛的权威菜单上的，那么它们的投票就会进一步提升A页面在Google蜘蛛食谱上的地位。不过不要以为这样就可以在其他著名网站内的评论页面下方回帖“欢迎来我的网站www.mcgeek.com.cn”了，G o o gle的蜘蛛绝对不是那么容易被欺瞒的家伙。这样的行为将会让蜘蛛在这个URL后打上unfollow标签，凡是有这样的标签的URL，不会进入Google蜘蛛的收录中。同时，Google还有着一套自己的搜索质量和反垃圾信息审查，同时征请用户对有PageRank讹诈嫌疑的垃圾信息进行举报。如何让自己的网页让Google的蜘蛛更容易搜索到自己，以及如何让其他网站上出现指向自己网站的U R L，已经成为了无数网站制作者和投资者们苦苦思索研究的问题，这也就是SEO，搜索引擎优化。虽然字面上看起来搜索引擎优化更像是如何让搜索引擎更高效地提供给用户内容，而实际这个词的含义却是如何更高效地让搜索引擎找到自己、收录自己。
我知道今年夏天你想找什么
对于使用搜索引擎的用户来说，搜索引擎是否好用，最为直观的标准是搜索速度是否够快以及能不能提供给他们想要找的东西。而当用户在输入他们的关键字并敲下回车之后，搜索引擎必须善解人意地知道他们到底想要的是什么，没有人希望搜索“高树”并点击下图片搜索的时候，出来的结果不是活色生香的高树玛利亚，而是《高等数学》那枯燥的绿色封面。
Google的工作人员一直不断地在优化他们的搜索关键字和索引之间的关系，并不断地根据用户的反馈来对他们的索引进行修正。这是一项非常复杂而繁琐的过程，搜索质量团队在Google办公园区的43号楼工作。由于公司联合创始人之一拉里.佩奇（Larr yP a g e）向往太空旅行，一个与“太空船一号”同样大小的复制品占据了43号楼的休息室。整个团队的分工非常明确：一部分工程师主要负责用户输入关键字后的系统处理；一部分人主要负责改进搜索结果，例如优化网站描述，让用户更容易了解一个网站的内容；其它成员则主要负责维护庞大的网页索引。在早期阶段，谷歌每六到八周创建一个新索引，而现在每隔几天就要重新核对很多网页。
现在和未来
—新兴搜索引擎
虽然通过诸多搜索引擎，我们已经可以在网上找到许许多多我们想看的东西，但这对挑剔的G eek来说还仅仅不够，因为我们想要的更多，对搜索引擎这位善解人意的好妹子，现在的体贴程度还不够，我们需要她和我们有更好的默契。
.街景和地图搜索：Google街景和地图搜索想必大家已经不陌生，Google的街景小车也早已遭到曝光。在Google Maps上你可以看到中国地区山脉上人工挖出的巨大标语，也能看到美国港口的军舰和潜艇。
.音乐搜索：不论是Google还是百度，现在提供的音乐、MP3搜索都是索引搜索，需要你提供某首歌曲的名字或是歌手的名字，而当你偶然想起或听到一首曲子的某一段旋律时，我们常用的搜索方式就无能为力了。现在一些音乐搜索引擎已经可以用旋律来搜索音乐。它们有的需要用户对着麦克风哼上一小段曲子，有些需要用户敲打空格键打出音乐的节奏，有的需要用户通过键盘弹奏旋律，特别专业的还需要输入音乐的音符等具体参数。然后通过这一小段旋律来找出你偶然听到或想起的音乐是什么，这可真是音乐爱好者的福音（五音不全者泪流满面）。.图片搜索：对许多网友来说知道苍井空然后要找到苍井空的图片实在太简单了，这需要的是翻墙技术而不是搜索。而一些新的图片搜索引擎，可以把图片搜索发挥到根据颜色搭配搜索图片、根据图片搜索图片、根据手绘搜索图片的地步。
Multicolr Search：根据图片颜色和搭配颜色的关键字进行图片搜索，适合根据图片的色调搜索图片。
TinEye：根据图片搜索图片，简单地说，就是你可以在这个网站上传一张苍井空的图片，然后点击搜索，它会自动判断上传图片上主要元素的特征，然后搜索出一堆苍井空或者长得像苍井空的图片给你。对于喜欢在网上泡妹子的童鞋，也可以用这个功能搜索一下手里的某个软妹照片，是不是某个不知名明星的或者PS照。
PhotoSketch、GazoPa：PhotoSketch是清华大学在2009年提出的一个项目，希望能实现对图片的模糊手绘查询。让用户大体地勾勒一下图片的主要结构，引擎来自动搜索符合这种构图的图片。目前搜索引擎G azoPa已经推出了这一功能。
.即时搜索：Google Instant可在用户输入搜索框时，根据用户浏览记录和习惯，不断预测搜索内容并实时将搜索结果展现出来，而不必等待输入完成或点击“搜索”。使用Google Instant之后，搜索时间平均应该可以削减2至5秒钟。目前该服务仅在美国上线。
上面提到的这些的新式搜索引擎，各位Geek应该已经或多或少体验过了，相信随着各大搜索引擎巨头在技术上的不断创新，像量子搜索这样科幻的搜索引擎技术，很快也会全面降临到现实中。最后套用一句宣传口号作为结束语：城市让生活更美好，搜索引擎让互联网更和谐！
……
嗯！诸位咸湿达人、怪黎蜀们，此三体与体位或者人数毫无关联！我们要说的是宇宙尺度的天象。当然，对于胸怀小宇宙者，另当别论。
地球上有记载的最早的三体现象（准确地说应该是N体，N=10）在后羿时代，那时候天空出现了10个太阳，大地燃烧，万物遭殃，多亏了天生神力的后羿大叔使用了恒星毁灭级飞箭一口气干掉了9个，才有了今天地球的苍葱翠绿；另外关于三体的详细描述还来源于大刘（刘慈欣）的小说《三体》—在距离太阳系约4光年处，有一个由3颗恒星和12颗行星组成的星系，由于三体运动的不规则性，这个恒星-行星体系中的11颗已经被三个太阳吞噬，剩下的一颗上演着本文开头的真实场景。遗憾的是，虽然该星球上有着远超地球文明的科技，但缺少后羿这样的大神以及神奇的恒星毁灭武器，广大人民群众生活在水深火热之中。他们有两个选择：一，求解出三个太阳下的三体运行规律，因地制宜和谐发展；二，全体移民至其他星球。事实上，他们确实两手都在抓，两手都很硬。
先说一下神马是“三体”：用物理语言描述，在一个惯性参考系中有N个质点，求解这N个质点的运动方程就是N体问题。所谓惯性参考系，也就是说不受系统外力的作用，在天体力学里面，通常只考虑万有引力。用数学语言讲，在三维平直空间里有N个质点，每个质点的质量都已知而且不会变化，初始时刻所有质点的位置和速度都已知，每个质点都只受到来自其他质点的万有引力，求解任意时刻，某个质点的位置。当N=3时，就是“三体”问题了—它是多体问题的一个特例，即便是三体，已经令我们头疼到今天依然没有得到完美的答案，不过，进展还是很大滴。
关于三体的求解历史远比叶文洁（《三体》中的人物之一）着手的时间长，早在17世纪，牛顿已经在探索了（传说三体求解的数学工具微积分是牛顿为解决生活问题而“发明”的，不过阴谋论者认为，牛顿同学很可能与三体人有着某种关联）。求解主要依据经典的力学定律：牛顿万有引力定理和牛顿第二定律（木有天天向上的同学请自行查阅物理教材），即F=m1a1=k(m1×m2)/r2，其中m为星球质量，a为星球运动的加速度，k为万有引力常数，r则为两个星球的距离。
对于太阳和月亮这样的体系，用这个公式就可以搞定啦，但三体很显然要难搞得多，要不也不用到现在烧了那么多天才脑袋也没搞出解析解。由于加速度、星球距离需要根据三体运动的实时情况确定，数学上它需要用一个二阶常微分方程来表达，求解三体，其实就是求解一个由9个二阶常微分方程组成的方程组的解！《Geek》在这里就不列出来了，有兴趣的童鞋请上维基百科相关条目观赏吧。
囧……好吧，你只要知道这是一个可以搅浑脑仁的棘手数学方程组即可，法国数学家、物理学家庞加莱（Jules Henri Poincare）已经证明，这玩意儿无解（不能得到一个通用的公式）！所以别折腾鸟。
到此为止，对这个问题本来已经可以洗洗睡了，可能是三体人不甘心，加上地球上还有个叫奥卡姆的家伙搞了个“剃刀原理”，于是，包括拉格朗日、拉普拉斯、泊松、雅可比、庞加莱这帮不死心的人开始对这个问题进行精简，在几个特例解上做文章，即“平面限制性三体问题”。现在的诸如行星探测器、绕月探测器全都拜这几个特解所赐（木有隐私的三体人终于还是干不过狡猾的地球人，咩哈哈哈~~~）。
精简的过程是这样滴：假设一个质点相对于其他两个质点的质量非常小，对其他两个质点的万有引力可以忽略，并且这三个星体的运动在同一平面上，这个简化等于是先解一个二体问题，然后再加入一个质量很小的质点，再解这个质点在二体体系中的运动方程。虽然这也不能得到一个通用的数学公式（不给力啊），不过可以得到一些数值解，这已经相当不容易了。最著名的解就是拉格朗日点，1772年，拉格朗日在“平面圆型限制性三体问题”上找到了5个特解。事实证明，三体在某些情况下还是有救的。
现实中的三体
首先出场的是拉格朗日点的太阳系再现，太阳系也有三体人？木有，但存在稳定的三体形式！在木星和太阳这两个重量级二体之外，存在5个点可以容纳第三个质量很小的“第三体”，用符号表示为：L1~L5。其中木星和太阳的连线上存在三个点，不过这“三点式”不太稳定，只要位置略有偏离，第三体就会飞出去，“第X X X代文明在星球失控中毁灭了，原因是星球偏离星系，生命环境遭到毁灭性毁坏”。不过围绕木星圆形轨道上的L4、L5则是稳定的，只要在这个等腰三角形的顶点上，这个三体系统就会保持稳定。实际观察证实，L4和L5上各有一群小行星，就是著名的特洛伊群和希腊群小行星。
绕月探测器、地球、月球同样也是一个三体问题，控制中心上那些蛋疼的轨道加速设计都是为了把探测器送到拉格朗日点上，要不探测器上的科学仪器看到的就是和三体人一样的乱象。
有三颗太阳的三体么？请将望远镜对准半人马座，名为α（南门二）三合星的系统正在缓慢旋转，相比三体人所在的星系，这个三合星体系可以誉为天堂。仰望星空，在地球的夜空中，南门二是全天第三亮星，仅次于天狼星和老人星（P.S.对于大部分中国人，看到南门二的机会不大，南门二太靠南了，考虑到光污染，北回归线以北的人们不要指望能在地平线上看到它）。
用不大的望远镜就可以把南门二分解成两颗亮星，当中较亮的南门二A和南门二B组成一对，彼此以80年的周期互相绕转。它们的平均距离为23天文单位（地球与太阳的平均距离），与地球的距离为4.3光年；余下的第三颗星“比邻星”则在距离南门二A和B的共同质心12000天文单位处运动，大约50万年~200万年可以绕着南门二A和B转一圈，亮度很暗，相当于肉眼能看到的最暗恒星的百分之一，必须用相当大的望远镜才能看到。比邻星离开两颗主星的距离也很远（是老大、老二之间距离的近600倍），甚至对双星的运动没有多大影响。
南门二A、B一颗比太阳略大，一颗略小，如果可以行星传送，地球可以围绕A、B中的任意一颗，在合适的距离获得与当前地球一样的生态环境，还能体验到亮如白昼的“飞星之夜”，“三日凌空”也并不是不可能，只是看起来不那么明显，而且也不会带来任何灾难。南门二应该是三体人最近的理想去所，遗憾的是，从观测上，还没有发现南门二A、B拥有行星的任何迹象。从行星形成理论上，南门二A、B是比较近距的双星，在恒星形成阶段，它们的引力会彼此干扰，使得尘埃和气体没有机会凝聚起来形成行星，接下来再把这些物质清扫一空。相应的太阳系里的例子是，木星内侧的小行星带就没能形成一颗大行星，而木星还时不时把一些倒霉的小家伙拉过来变成卫星或者干脆吃下去。要移民，只能自备行星，或者建造一部“真理号”停泊在那。
一秒钟就找到你
“内事不决问百度，外事不决问谷歌，房事不决问天涯。”这句玩笑话虽然更多的是对“上天涯不用上黄网”的天涯的调侃，也从一个侧面反应了不少童鞋对于搜索引擎的使用习惯。人们越来越习惯于在网上获取自己想知道的内容，解决自己生活中遇到的问题，寻求自己想知道的答案。搜索引擎的诞生，加速了人类在互联网上获取有用信息的速度，节约了寻找信息的成本，也促进着信息的快速流动。如果说互联网是人类这一百年来最重要的发明，那么搜索引擎的产生和出现，在互联网自身的历史中必然也是最重要的发明之一。
你不认识我，我想知道你
—搜索引擎发展史
虽然现在我们已经习惯于使用各种搜索引擎来获得互联网上对我们有用的信息，但对于互联网的历史来说，搜索引擎的出现算得上是一个新鲜事物：互联网的雏形出现于1969年，而能让我们快速获得信息的搜索引擎却在1990年才开始出现（也有1989年的说法）。由于当时万维网（W W W）尚未出现，网络文件多是分布在各个F TP站点里，加拿大蒙特利尔的麦吉尔大学（McGillUniversity）的学生Peter J. Deutsch和他的朋友们开发了一个可以用文件名查找文件的系统Archie。它能周期性地到达所有开放的文件下载站点，列出它们包含的文件并且建立一个可以检索的软件索引，从而自动索引匿名FTP网站文件的程序。
虽然Archie的出现对在网上获取相关文件提供了不少方便，但Archie不支持搜索网页，它只能告诉你在什么地方可以下载到你想要的某个文件。听上去这好像现在我们在电驴上搜哪里可以下到某部不和谐的小电影一样，但其实Archie可没有现在的电驴好用，它不支持模糊搜索，你必须输入非常精确的文件名搜索，才能得知在哪一个FTP上能下载到你想要的那个文件。同时检索Archie命令还是UNIX命令，只有通晓UNIX知识才能充分利用它的性能。由此可见，搜索引擎的鼻祖Archie同学，当时的用户可都是一些再不济也得会用UNIX命令的“高素质Geek”。
尽管Archie显得不那么亲民，但是Archie确立了搜索引擎的基本工作方式：自动搜集信息资源、建立索引、提供检索服务。在大受欢迎的同时，它带给了人们更多的启发。更多的信息查询系统开始出现。1993年10月Martin Koster创建了ALIWEB，它是Archie的HTTP版本，也就是说，这个版本支持对网页进行搜索。然而A LIWEB不能进行自动的信息收集，如果某个站长想要他网站的内容出现在ALIWEB的目录上，他得自己写一个简介提交上去。尽管在1990~1993年间出现了不少很好用的信息查询系统，比如Gopher，但是一直到1994年1月，人类才终于有了第一个既可搜索又可浏览的分类目录E I N e tGalaxy（Tradewave Galaxy）。
1994年对网络搜索引擎来说真是里程碑式的一年。1994年4月20日，WebCrawler正式亮相，这是第一个支持搜索文件全部文字的全文搜索引擎，在它之前，用户只能通过URL和摘要搜索，而摘要一般来自人工评论或程序自动取正文的前100个字——当一个好的标题党或者说叫开篇点题党，在当时（今天）是多么重要啊。
同样是1994年的4月，Yahoo！也诞生了。由于当时使用Wanderer抓取的URL信息含量较小，搜索者较难获得有用的信息。而Yahoo！最初采用的是和ALIWEB一样的手动录入系统，因为收录了大量的简介，因此Yahoo！的搜索效率反而比用机器人抓取的搜索引擎更高。搜索引擎发展方向开始从快速找到东西，发展到快速准确地找到有用的东西。
1994年7月，Michael Mauldin将John Leavitt的蜘蛛程序接入到自己的索引程序中，创建了支持搜索结果相关性排序的Lycos。可惜，我们还是不能在网上搜索图片，你得等到1995年12月才能在搜索引擎AltaVista上更快捷方便地去找那些让人脸红心跳的图片。1997年8月，Nor thernlight搜索引擎第一个做到了让搜索结果简单的分类，让搜索出来的结果不再像一锅番茄蛋花汤一样什么都混在一起。等到1998年，现在大多数G eek最熟悉的搜索引擎之一Google诞生了，而谷歌中国在国内的最大竞争对手，被戏称为度娘、韩度的百度同学，则在2001年才正式和中国网民见面。
看起来一样 其实不一样
—搜索引擎运作的基本原理
Google、百度、搜狐、Yahoo！、Bing……我们能使用的搜索引擎有很多，然而除了具体功能和查询结果上的区别之外，这些搜索引擎在搜索的运作原理上也有所不同。
全文搜索引擎：全文检索是指计算机索引程序通过扫描文章中的每一个词，对每一个词建立一个索引，指明该词在文章中出现的次数和位置，当用户查询时，检索程序就根据事先建立的索引进行查找，并将查找的结果反馈给用户的检索方式。这个过程类似于通过字典中的检索字表查字的过程。百度和Google等主流搜索网站都是全文搜索引擎，它们之间的区别在于全文搜索的算法不同。
目录索引搜索引擎：Yahoo！是目录索引式搜索引擎的代表，这种引擎是以人工方式或半自动方式搜集信息，由编辑人员查看信息之后，人工形成信息摘要，并将信息置于事先确定的分类框架中。信息大多面向网站，提供目录浏览服务和直接检索服务。该类搜索引擎因为加入了人的智能，所以信息准确、导航质量高，缺点是需要人工介入、维护量大、信息量少、信息更新不及时。
元搜索引擎：与全文搜索引擎和目录类搜索引擎都不同的是元搜索引擎。元搜索引擎没有自己的网络蜘蛛，当用户向元搜索引擎发出检索请求，元搜索引擎会根据请求向多个搜索引擎发出实际检索请求，在其他的搜索引擎搜出结果应答之后，元搜索引擎再从这些搜索引擎获得的检索结果进行整理，再把整理后的结果传送给用户。和全文搜索引擎和目录搜索引擎比，元搜索引擎是把多个搜索引擎的结果进行一次再加工和处理。可惜国内的元搜索引擎大多不成气候，没有几个拿得出手的，目前做得比较好的也只有抓虾网聚搜、比比猫等为数不多的几个。
到底怎样找到你
—Google的一秒钟
Google、百度、搜狐、Yahoo！、Bing……我们能使用的搜索引擎有很多，然而除了具体功能和查询结果上的区别之外，这些搜索引擎在搜索的运作原理上也有所不同。
全文搜索引擎：全文检索是指计算机索引程序通过扫描文章中的每一个词，对每一个词建立一个索引，指明该词在文章中出现的次数和位置，当用户查询时，检索程序就根据事先建立的索引进行查找，并将查找的结果反馈给用户的检索方式。这个过程类似于通过字典中的检索字表查字的过程。百度和Google等主流搜索网站都是全文搜索引擎，它们之间的区别在于全文搜索的算法不同。
目录索引搜索引擎：Yahoo！是目录索引式搜索引擎的代表，这种引擎是以人工方式或半自动方式搜集信息，由编辑人员查看信息之后，人工形成信息摘要，并将信息置于事先确定的分类框架中。信息大多面向网站，提供目录浏览服务和直接检索服务。该类搜索引擎因为加入了人的智能，所以信息准确、导航质量高，缺点是需要人工介入、维护量大、信息量少、信息更新不及时。
元搜索引擎：与全文搜索引擎和目录类搜索引擎都不同的是元搜索引擎。元搜索引擎没有自己的网络蜘蛛，当用户向元搜索引擎发出检索请求，元搜索引擎会根据请求向多个搜索引擎发出实际检索请求，在其他的搜索引擎搜出结果应答之后，元搜索引擎再从这些搜索引擎获得的检索结果进行整理，再把整理后的结果传送给用户。和全文搜索引擎和目录搜索引擎比，元搜索引擎是把多个搜索引擎的结果进行一次再加工和处理。可惜国内的元搜索引擎大多不成气候，没有几个拿得出手的，目前做得比较好的也只有抓虾网聚搜、比比猫等为数不多的几个。
作为一个喜欢做饭但手艺又不精的伪厨娘，我经常借助谷歌或者百度来解决我的吃饭问题，比如买好了大虾、菠萝和洋葱，然后无比娴熟地往搜索栏里输入：泰国炒饭怎么炒。敲下回车键，一秒钟之后各种大厨的、私房的、自己琢磨出来的泰国炒饭菜谱尽在眼前。这一秒钟之内，搜索引擎干了些什么？
现炒咖喱饭？这不可能
有人把G oogle想像成《黑衣人》中的外星文件分类员。按下按钮就好像走到外星文件分类员面前，对他说一声：我要泰国炒饭的菜谱。于是这个外星文件分类员就能在茫茫多的网页中迅速找出和泰国炒饭的菜谱，然后把菜谱列在你的面前，而这一切仅仅只用了一秒钟—这种要求《黑衣人》里的外星人做不到，Google也做不到。
对于我们来说，我们是打开G o o g l e，然后输入关键字，按下搜索按钮，等待结果。然而对于Google来说，Google的工作在我们按下按钮之前很早就开始了。G o o g l e放出了不计其数的网络蜘蛛（简单的说就是一种专门用于收集网页的程序，也叫网页机器人）对网上的网页进行检索，然后按照一定的分类将检索到的网页收录进G o o g l e的数据库，当用户按下搜索键的时候，G o o g l e并不是根据用户的命令立刻去对网上无数个网页进行一次筛选然后给你结果，而是在它的数据库中寻找和你的搜索相关联的分类，然后把这个分类显示给用户。也就是说当你搜索时，你并没有在检索时时更新的互联网，而是在检索G o o g l e的缓存。这听起来好像你去一家餐馆想要一份现炒的咖喱饭，但是它却给了你一份事先炒好准备在一边的。这听上去似乎有点让人觉得不爽，但是G o o g l e的缓存更新得很快，以尽量让收录的内容和网上最新的网页同步。对于用餐的食客来说，虽然这份“现炒咖喱饭”不是在你下单之后才下锅开炒的，但是也刚出锅不久，还热腾腾地冒着热气，这样就比较容易让人接受了。那么G o o g l e做索引的网页数量到底有多少？
大家可以在Google里搜索“a”试试，返回的结果条数大致与收录的网页总数相当（原理请自行思索），目前这个数字大概有250亿之巨。
挑食的蜘蛛
Google不断地放出网络蜘蛛来搜索网页，并把它们整理收录入数据库内，以便在用户搜索时提供给他们。然而在列出这份长长的清单时，什么样的网站该收录入库，什么样的网站该展示在列表之前呢？Google的蜘蛛显然不是什么东西一股脑子划拉回家的蠢货，这群小家伙在觅食时可是懂得挑肥拣瘦的。
Google的工作人员制定了一个标准，然后根据这个标准为这群小家伙们开出了一长串的菜单，符合这个标准的权威性、知名性网站将成为它们收录的首选之一。同时，Google还采用了一个类似于推荐系统的设置：假如我有一个网页A，这个网页的地址出现在网页B的页面中，那么相当于网页B在G oogle的推荐系统中为网页A投了一票。如果A页面同时还被C、D、E、F等等网页引用，那么A页面就相当于也获得了它们的投票。就这样，A被其他网页引用的次数越多，得到的票数越高，它就越可能出现在Google的蜘蛛的食谱上，而如果B、C、D之类的网页中有本身就在Google蜘蛛的权威菜单上的，那么它们的投票就会进一步提升A页面在Google蜘蛛食谱上的地位。不过不要以为这样就可以在其他著名网站内的评论页面下方回帖“欢迎来我的网站www.mcgeek.com.cn”了，G o o gle的蜘蛛绝对不是那么容易被欺瞒的家伙。这样的行为将会让蜘蛛在这个URL后打上unfollow标签，凡是有这样的标签的URL，不会进入Google蜘蛛的收录中。同时，Google还有着一套自己的搜索质量和反垃圾信息审查，同时征请用户对有PageRank讹诈嫌疑的垃圾信息进行举报。如何让自己的网页让Google的蜘蛛更容易搜索到自己，以及如何让其他网站上出现指向自己网站的U R L，已经成为了无数网站制作者和投资者们苦苦思索研究的问题，这也就是SEO，搜索引擎优化。虽然字面上看起来搜索引擎优化更像是如何让搜索引擎更高效地提供给用户内容，而实际这个词的含义却是如何更高效地让搜索引擎找到自己、收录自己。
我知道今年夏天你想找什么
对于使用搜索引擎的用户来说，搜索引擎是否好用，最为直观的标准是搜索速度是否够快以及能不能提供给他们想要找的东西。而当用户在输入他们的关键字并敲下回车之后，搜索引擎必须善解人意地知道他们到底想要的是什么，没有人希望搜索“高树”并点击下图片搜索的时候，出来的结果不是活色生香的高树玛利亚，而是《高等数学》那枯燥的绿色封面。
Google的工作人员一直不断地在优化他们的搜索关键字和索引之间的关系，并不断地根据用户的反馈来对他们的索引进行修正。这是一项非常复杂而繁琐的过程，搜索质量团队在Google办公园区的43号楼工作。由于公司联合创始人之一拉里.佩奇（Larr yP a g e）向往太空旅行，一个与“太空船一号”同样大小的复制品占据了43号楼的休息室。整个团队的分工非常明确：一部分工程师主要负责用户输入关键字后的系统处理；一部分人主要负责改进搜索结果，例如优化网站描述，让用户更容易了解一个网站的内容；其它成员则主要负责维护庞大的网页索引。在早期阶段，谷歌每六到八周创建一个新索引，而现在每隔几天就要重新核对很多网页。
现在和未来
—新兴搜索引擎
虽然通过诸多搜索引擎，我们已经可以在网上找到许许多多我们想看的东西，但这对挑剔的G eek来说还仅仅不够，因为我们想要的更多，对搜索引擎这位善解人意的好妹子，现在的体贴程度还不够，我们需要她和我们有更好的默契。
.街景和地图搜索：Google街景和地图搜索想必大家已经不陌生，Google的街景小车也早已遭到曝光。在Google Maps上你可以看到中国地区山脉上人工挖出的巨大标语，也能看到美国港口的军舰和潜艇。
.音乐搜索：不论是Google还是百度，现在提供的音乐、MP3搜索都是索引搜索，需要你提供某首歌曲的名字或是歌手的名字，而当你偶然想起或听到一首曲子的某一段旋律时，我们常用的搜索方式就无能为力了。现在一些音乐搜索引擎已经可以用旋律来搜索音乐。它们有的需要用户对着麦克风哼上一小段曲子，有些需要用户敲打空格键打出音乐的节奏，有的需要用户通过键盘弹奏旋律，特别专业的还需要输入音乐的音符等具体参数。然后通过这一小段旋律来找出你偶然听到或想起的音乐是什么，这可真是音乐爱好者的福音（五音不全者泪流满面）。.图片搜索：对许多网友来说知道苍井空然后要找到苍井空的图片实在太简单了，这需要的是翻墙技术而不是搜索。而一些新的图片搜索引擎，可以把图片搜索发挥到根据颜色搭配搜索图片、根据图片搜索图片、根据手绘搜索图片的地步。
Multicolr Search：根据图片颜色和搭配颜色的关键字进行图片搜索，适合根据图片的色调搜索图片。
TinEye：根据图片搜索图片，简单地说，就是你可以在这个网站上传一张苍井空的图片，然后点击搜索，它会自动判断上传图片上主要元素的特征，然后搜索出一堆苍井空或者长得像苍井空的图片给你。对于喜欢在网上泡妹子的童鞋，也可以用这个功能搜索一下手里的某个软妹照片，是不是某个不知名明星的或者PS照。
PhotoSketch、GazoPa：PhotoSketch是清华大学在2009年提出的一个项目，希望能实现对图片的模糊手绘查询。让用户大体地勾勒一下图片的主要结构，引擎来自动搜索符合这种构图的图片。目前搜索引擎G azoPa已经推出了这一功能。
.即时搜索：Google Instant可在用户输入搜索框时，根据用户浏览记录和习惯，不断预测搜索内容并实时将搜索结果展现出来，而不必等待输入完成或点击“搜索”。使用Google Instant之后，搜索时间平均应该可以削减2至5秒钟。目前该服务仅在美国上线。
上面提到的这些的新式搜索引擎，各位Geek应该已经或多或少体验过了，相信随着各大搜索引擎巨头在技术上的不断创新，像量子搜索这样科幻的搜索引擎技术，很快也会全面降临到现实中。最后套用一句宣传口号作为结束语：城市让生活更美好，搜索引擎让互联网更和谐！
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