混沌三体系统内在的自激宏观随机性
混沌动力学
2015-09-09 v3
摘要
宏观随机性（不确定性）的起源是什么？这是人类最基本的一个未解问题。本文中，对混沌三体系统的10000个可靠（收敛的）、多尺度（从1.0E-60到100）数值模拟样本表明，在没有外部扰动的情况下，由于三体系统初始位置的物理涨落导致的微观固有不确定性（在1.0E-60量级）指数级放大为宏观随机性（O(1)量级），直到t=T*，即所谓的预测物理极限时间，但此后当无法准确预测轨道时，其传播变为代数级。注意，这10000个样本使用了微观层次的、初始位置的固有物理涨落，与人类无关。特别地，这10000个涨落的差异在数学上非常小（1.0E-60量级），以至于它们在物理上是相同的，因为根据弦理论，小于普朗克长度的距离没有物理意义。这表明混沌三体系统的宏观随机性是自激的，即没有任何外力或扰动，来自固有的微观不确定性。这为我们提供了新概念“自激宏观随机性（不确定性）”。此外，发现没有外部扰动时，混沌三体系统可能在t=1000时以约25%的概率随机破裂并伴随对称性破缺，这为我们提供了混沌三体系统的新概念“自激随机破裂”、“自激随机逃逸”和“自激对称性破缺”。这表明混沌三体系统可能在没有外力或扰动的情况下自行随机演化。
引用
@article{arxiv.1407.4019,
title = {On the inherent self-excited macroscopic randomness of chaotic three-body system},
author = {Shijun Liao and Xiaoming Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.4019},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 5 figures, accepted by Int. J. Bifurcation and Chaos, will be published via Open Access