引言
三体问题是天体力学的运动模型，指三个相互作用的质量天体在空间运动的描述，重点是任意轨迹点的速度与位置计算，从而求得三体各自的运动路径。
在天体运动中存在大量典型的三体问题：例如，月球、地球和太阳的相互绕行运动，当然，还有更多二体、三体和N体问题。
300多年来三体问题被提出，从牛顿到欧拉，从拉格朗日到庞加莱，太多的物理学家和数学家力图求解，但最终宣告三体问题是一个混沌问题，无法求得精确解。
最后认为只有在限制性三体问题中存在有限解，最著名就是拉格朗日点。
为什么物理和数学界要认定三体问题没有精确解呢？
这源自万有引力定律对引力的定义，认为质量物体相互之间存在超距引力，而任何质量天体周边始终存在多个邻近天体，由于天体的相互引力作用，那么将是一个非常复杂的力学模型，必然牵一发而动全身，任何一个变动就将无法预测和计算其下一秒的结果，因此认定这是一个混沌问题与概率问题。
这也是刘慈溪科幻小说【三体】的物理思想，从而描述了三体星的灾难。
事实上，大部分天体有规律运动且持续存在少则几十亿年，甚至上千万亿年，显然是一个相对稳定而和谐的宇宙，绝不是牵一发而动全身的混沌世界。
宇宙运动必然有一个和谐而统一的运动法则，这就是共核惯量守恒定律。
在共核惯量守恒定律下，确定了天体公转、自转和自由落体（抛体）运动都是不受到任何外作用下的共核惯性运动，其路径上任意时刻轨迹点上的共核惯量守恒。
相邻天体之间存在共核系区间分界，即 引力分界线， 相邻天体的相互作用只有在越过引力分界线后才存在引力捕捉和弹弓效应作用，引力分界线外是相互不受干扰的，自然没有超距的引力作用存在。
这样，三体问题利用共核惯量守恒定律，利用初等数学式就可以推导出三体问题的方程组，可以精确计算三体问题任意时刻轨迹点的速度和位置，从而计算得到其轨道方程。
最后，提醒全球学者，经典物理学超距的质量引力是不存在的，天体存在永恒的共核惯性运动，共核惯性运动具有能量，力是运动能量的外在体现，力是运动物体本身所具有，而不是外质量物体提供力而运动。
虚构的超距引力与天体永恒共核惯性运动所具有的力，刚好大小相等，方向一致，因此经典物理学的引力就是天体及其质量物体永恒运动所具有的力，引力的施力物体不是外在超距的质量物体，而是作共核惯性运动物体的本身，这就是 引力的本质 ，
当理清引力本质问题和计算、弄明白引力分界线、以及共核系中的共核惯量守恒，确认宇宙运动是有法则的，是相对稳定和谐的，那么三体问题自然就有了精确解和确定的运动路径，当你被邀请拜读这篇文章时就可以理解。
这篇文章重点在25.5节中三体问题公转轨道方程组与求解，耐不住性子的读者可以直接跳过其它章节，然后去论证三体问题方程组。
25.1共核惯量守恒定律与共核常量恒等方程
1900年数学家希尔柏特指出：要完美解决诸如三体类的数学难题，必须要有全新的理论和思想；套用现有的知识，三体问题必然进入无解的死胡同。
为此，下面将解读共核惯量守恒定律内容，及其推导下的共核常量恒等方程和引力分界线，以此来求解三体问题。
共核惯量守恒定律的基本内容：
一切运动都能确定为一个点（或轴）为核心作参照系，在不受任何外作用下物体都将作永恒的共核惯性运动，且其任意时刻轨迹点上的共核惯量守恒，这就是共核惯量守恒定律 。
把参照系的点（或轴）叫做 核心；
把相对同一核心作共核运动的所有质量物体， 叫做共核系。
把作共核运动的物体质量、核心距离与速度平方的乘积，称为 共核惯量，则共核惯量的数学表达式：
（25.1.1）
把不受外作用下且满足任意时刻轨迹点上共核惯量守恒的共核运动，称为 共核惯性运动。
在共核惯性运动中，任意时刻轨迹点上核心距离与速度平方的乘积恒等于一个常量，叫做 共核常量 q 。
公转、自转和自由落体（抛体）运动是不同形式的共核惯性运动，但是其任意时刻轨迹点上的共核惯量守恒，在同一共核系中，所有共核惯性运动中的共核常量恒等，这样就把天体及其质量物体的运动实现了统一，从而就有了 天体运动的共核常量恒等方程，即：
（25.1.2）
第一项叫公转常量: 表示公转运动中，任意轨迹点的瞬时速度平方与核心距离的乘积等于一常量q.
第二项叫自由落体常量： 表示自由落体运动中，空间任意初始点的重力加速度与核心距离平方的乘积等于一常量q。
第三项叫做自由抛体常量： 表示空间质量物体具有广义第二宇宙速度后，将作自由抛体运动（自由落体运动的逆运动），其任意起始点的广义第二宇宙速度平方的一半与核心距离的乘积等于一常量q。（广义第二宇宙速度理解请参看合集第10篇文章）
第四项叫自转常量： 表示核心天体上的质量物体随其自转，任意位置点的地面重力加速度g地、核心距离R、自转速度V自和自转轴距离d的关系式等于一常量q.
第五项叫开普勒常量： 表示公转天体轨迹为椭圆时，其长半轴立方与周期平方的比值是一常量q.
第六项叫万有引力常量： 表示引力常量与任意核心天体质量的乘积等于一常量q，这是万有引力定律的推导式。
最后一项q叫做共核常量： 表示以同一核心作共核惯性运动的质量物体，在任意时刻轨迹点上的共核常量为恒值。
共核常量方程，实际统一了四种基本天体运动：即公转、自转、自由落体和自由抛体运动，也整合了开普勒周期定律和万有引力定律。
共核常量方程是一个归纳性方程，作者用了30年的数据验证没能证伪，这里也邀请全球学者求证或证伪，这是后面计算三体问题的基础，若能证伪，这里三体问题方程组的计算也无从谈起。
以不同的核心作共核运动的质量天体（物体）构成不同的共核系，如以地心为核心的 地月共核系，包括月球和地球及其上的质量物体； 以日心为核心的 太阳共核系，包括太阳、所有行星及其卫星等等。
在共核常量恒等方程中，只要已知2~3个参量，即可求出共核常量值，当然，不同的共核系有不同的共核常量值，列表（25-1-1）如下：
(25-1-1)
25.2共核常量的物理意义与天体运动法则
以地月共核系为例，先来理解共核常量的实际含义，地月共核系的共核常量值和基本表达式为：
（25.2.1）
这表示以地球为核心天体，地月系所有卫星包括人造卫星在内，实现无动力惯性绕行地心作公转时的椭圆轨道上，任意轨迹点瞬时速度平方与核心距离的乘积恒等于共核常量，这与卫星的质量无关，与公转轨道位置无关。
另外，地面上空的质量物体作自由落体运动或具有第二宇宙速度后作自由抛体运动、以及地面物体随地球自转作自转运动，这些运动的任意轨迹点或位置点的共核常量也恒等，这也与其质量无关，与路径位置无关。
同样，在共核太阳系中的共核常量值是：
（25.2.2）
表示共核太阳系中所有行星在空间任意轨道中、任意轨迹点的公转速度平方与核心距离的乘积等于共核太阳系常量，它与行星质量无关，与轨道和轨迹点均无关，为此，列出如下计算值表验证（25-2-1）：
(25-2-1)
在表中第一栏是月球绕地心公转时，近地点和远地点的公转共核常量等参数，虽然其核心距离（公转半径）和公转速度不等，但其公转常量恒等，说明公转常量与轨道位置点无关，与其质量也无关。
从第二栏水星到最后栏冥王星，其公转远/近日点的参数表中，各个行星的公转速度不等，核心距离不同，轨道位置和行星质量完全不同，但是其共核常量恒等于共核太阳系常量。
而各个行星共核系都有其不等的共核常量值，都满足共核常量恒等方程。
而特别说明的是月球：
月球以月轴自转形成月球自转共核系，因此具有自转共核常量，月球作永不停息的自转从而保持其自转共核惯量守恒。
同时，月球绕地心公转，因此具有地月系共核常量，月球通过永不停息的绕地公转而实现地月系共核惯量守恒。
而地球绕日心公转时月球也在绕日心公转，因此月球还具有共核太阳系的共核常量，同时与地球一起绕日心公转而保持其共核太阳系的共核惯量守恒。
因此，把月球自转共核系叫做地月共核系的子系，而地月共核系又是太阳共核系的子系，那么月球自转共核系则是太阳共核系的孙系。
总之，任何一个天体除具有自身共核系身份外，同时也具有其族系共核系身份，因而具有其族系的多个共核常量值，为此它将作永恒自转、同时绕多个核心公转，作多重共核惯性运动来保持其各个共核系的共核惯量守恒。
天体及其质量物体作共核运动是其常态和禀性，只有永不停息作共核运动才能保持共核惯量守恒，相对共核系核心没有静止状态。
因此天体公转、自转和自由落体运动都是不受外作用下，保持共核惯量守恒的共核惯性运动不同形式，而不是外在的超距天体（质量物体）提供引力作用而运动，反而是因为共核运动而具有能量，而力是能量的作用效果，总结一下就是：
天体自转、公转和自由落体（抛体）运动都是不受任何外作用下的共核惯性运动不同形式，经典物理学中超距引力在共核惯量守恒定律下是不存在的。
要理解这一点，请关注作者翻看合集第6篇、第23、24篇文章。
因此， 在相对稳定的共核系中 ：
若共核运动中满足任意时刻轨迹点上的共核惯量守恒，共核常量恒等时，表示天体是不受任何外作用下的永恒共核惯性运动。
25.3引力分界线与天体运动的相互影响
在宇宙空间中具有无数个星体构成的共核系，每个共核系的周边都存在邻近共核系，因此每个共核系的区域空间都将被邻近共核系挤占和压缩，这样每个共核系空间是有限的，它与邻近共核系空间就有了区域界线，这个界线就叫做 引力分界线。
两个邻近天体共核系的引力分界线的任意轨迹点，相对两个不同核心为参照系时公转速度相等，且能同时满足这两个共核系的共核常量恒等，因此：
引力分界线是到两个相邻共核系核心距离比等于共核常量比的点的集合， 即有：
（25.3.1）
例如：地月共核系与太阳共核系引力分界线的比值就是：
(25.3.2)
这样，已知地球公转轨道不同轨迹点到日心距离，即可求出日地引力分界线。
为此，列出地球各个邻近共核系特定点的引力分界线值表，如表（25-3-1）：
(25-3-1)
此表列出地月共核系与邻近天体近/远点的引力分界线，到地心和近邻天体的核心距离和公转速度等参数。
引力分界线具有以下三个基本性质：
一是 相邻天体在引力分界线外彼此互不干扰，各个共核系的共核惯性运动遵守共核惯量守恒，保持各自的共核常量恒等，不存在超距的引力作用。
二是 相邻天体的质量物体在越过引力分界线后，将产生引力捕捉或引力弹弓效应，并遵守共核惯量和共核动量守恒。（参看合集第17篇文章）
三是 相邻天体若其公转轨道越过引力分界线后，将发生轨道偏转；例如：水星小部分公转轨道越过水星共核系和太阳共核系的引力分界线，导致水星振动现象；再如：部分彗星越过其与太阳共核系的引力分界线或地月引力分界线，导致部分质量物体被捕捉而发生流星雨现象等。（参看合集第19篇文章）
25.4 三体问题的分类
广义的三体问题实际是N体问题，即两体以上的问题。
对于二体问题，无论是在万有引力定律下，还是共核惯量守恒定律下都是一个简单问题，因此这里主要讨论三体问题。
在讲述三体及三体以上问题前，先来看看宇宙运动的基本体系，即共核系问题：
在公转体系中：绕行同一个虚点的所有天体及其质量物体，叫做 共核系；
例如共核太阳系中所有行星绕日心公转，同时，所有行星的卫星实际也跟随绕日心公转，这构成了以太阳为中心天体的所有行星及其行星卫星的太阳共核系，因此，构成三体问题主要有以下几种形式：
第一种三体形式：
这当中卫星绕行星公转，行星又绕太阳公转，因此把卫星绕行星公转构成的行卫共核关系叫做 恒星共核系的子系； 推而广之， 太阳共核系也是银河共核系的子系； 这种三体问题是子祖辈关系，它们有共同的核心天体。
例如： 月球独立共核系是地月共核系的子系；地月共核系是太阳共核系的子系；太阳是它们共同的核心天体，这种三体问题称为子祖系三体问题。
第二种三体形式：
在共核太阳系中，所有行星都绕日心公转的，都属于共核太阳系，因此所有行星是平等关系，它们有共同核心天体-太阳。
例如：金星、地球、木星是平辈关系，它们有共同的绕行核心和核心天体，这种三体问题称为兄妹三体问题。
第三种三体形式：
宇宙中还存在一种三体问题：就是三个天体都是绕同一个虚点公转，构成了三体共核系，但是核心虚点不在任何一个天体中心内，因此没有一个核心天体。 正如刘慈溪科幻小说中的三体问题，这称为平级系三体问题。
当然，还有两颗行星和一颗恒星的三体问题，还有两颗恒星和一颗行星的三体问题等等。
总之，在共核惯量守恒定律下，把三体问题分类如下：
第一种： 三颗天体绕行公转时，若只有一个共同核心和一个共同核心天体，那么这种三体问题不是真正意义的三体问题，而是二体问题：如金星、地球和木星，它们只有一个共同核心-日心和一个共同核心天体-太阳；因此在这里不再讨论，实际就是一个引力分界线的问题。
第二种 ：三颗天体绕行公转时，若有一个共同核心和同一个核心天体，但同时存在分级核心和核心天体，这是子祖系三体问题：如月球、地球和太阳，有月球绕地心公转的地心核心，同时地月系绕日心公转的日心核心，太阳是月球和地球共同的核心天体，同时地球是月球的一个分级核心天体。
第三种： 三颗天体绕行公转时，若只有一个共同核心但没有核心天体，这是平级三体问题，它是完全独立的三体问题：如刘慈溪笔下的科幻三颗恒星类的三体问题。
之所以这样分类，是因为根据共核惯量守恒定律，所有相对稳定绕行轨道的天体之间，在引力分界线内不存在超距的引力作用，其内所有运动形式都遵守自身共核惯量守恒，不受引力分界线外的天体影响。
因此， 这里论述研究的三体问题：只包含具有相对稳定的公转轨道，未越出邻近天体引力分界线内的三体问题。
25.5三体问题公转轨迹方程组与求解
三体问题公转轨迹求解方程组实际只有两大类：
第一类：月球、地球与太阳这类子祖系三体问题公转轨迹方程组：
设地月共核系共核常量值为q地，太阳共核系共核常量值为q日，如图（25-5-1）所示为地月日公转轨道和相互核心距离图：
(25-5-1)
那么月地日三体问题有公转轨道方程组：
（25.5.1）
方程组中，V1为月球绕地任意轨迹点的公转速度，V2为地球绕日任意轨迹点的公转速度，V3为月球绕日任意轨迹点的公转速度，R1、R2、R3分别为月地距离、地日距离和月日距离，Q为地球绕日公转轨道上任意轨迹点与月心和日心的夹角。
在这个方程组中，月地和日地公转都是二体问题，其任意轨迹点的速度、距离和路径都可以测定或求出，满足方程组中的方程（1）和（2），而对于月球绕日公转轨道上任意轨迹点的绕日速度V3和月日距离R3则将满足此方程组的方程（3）和（4）。
这样，根据该方程组，即可求得月球绕日公转轨道的合集点，特别注意的是V1的参照系是地心，V2的参照系是日心，V3的参照系也是日心，月球绕日公转轨道的参照系是日心。
第二类：有共同核心但无核心天体类平等系三体问题，有公转轨迹方程组：
如下图（25-5-2）所示：A、B、C分别为三个不同天体，它们有公转共同核心O点，但没有共同核心天体，属于平等级三体问题。
设三个天体的核心距离分别是R1、R2、R3，对应轨迹点瞬时公转速度分别是V1、V2、V3，三个天体各自独立共核系的共核常量分别是q1、q2、q3，三体共核系的共核常量值是q，三个天体之间的核心距离分别是D1、D2、D3，
(25-5-2)
那么这三个天体公转轨迹方程组是：
（25.5.2）
该方程组中方程（1）、（2）、（3）表示各个天体任意时刻公转轨迹点速度平方与核心距离的乘积恒等于共核系的共核常量。
该方程组中方程（4）表示，各个天体之间任意轨迹点的距离必须大于或等于引力分界线距离。
该方程组中三体共核系常量和各自独立共核系常量，根据共核常量恒等方程是很容易计算得到，根据各自轨迹点核心距离可以求得对应位置点的瞬时公转速度，而一个稳定的三体共核系，各个天体相互之间的距离必须大于或等于引力分界线距离。
只有满足该方程组的三体问题才是稳定的平等三体共核系，反过来，一个相对稳定的平等三体共核系，一定满足该方程组。
当三体相互之间的距离小于引力分界线距离时，将是一个不稳定的三体，三体之间将发生引力捕捉或引力弹弓效应，从而实现重新组合。
宇宙天体运动中的三体或N体构成相对稳定核心关系，是宇宙演化过程中的淘汰过程，对于不稳定的三体或N体将在越过引力分界线过程中，被引力捕捉变为二体，或者通过引力弹弓效应逃逸或远离成为新的二体或三体关系而变得稳定。
因此，关于刘慈溪科幻小说乱纪元三体问题不是必然的，一个相对稳定的平等三体共核系是不会任意紊乱轨道而乱纪元，更不是一个混沌问题。
