拉斯卡（Jacques Laskar，出生于1955年），这位是声名远扬的法国天文学家，以及天体力学家 ，并且当前正担任法国国家科学研究中心（CNRS）的研究主任职位，同时也是巴黎天文台的研究员 。他所开展的工作，极为明显地推动了，还进一步深化了人类对于太阳系长期动力学行为的认识，以及对于地球气候演化背景方面的认识。

1989年，他于数学领域揭示出太阳系轨道在长时间尺度呈现混沌特征，是没法精准去预测的，他还进行计算并发布了一系列天文轨道解，为地质年代学里的天文校准奠定关键基础，凭借种种开创性贡献，他多次荣获殊荣，当选为法国科学院院士，并且有一颗小行星以他的名字来命名（18605 Jacqueslaskar） 。

近几年来，这个人把注意力重点放在了AstroGeo研究项目上，他全力以赴去借助地质记录来反向推演远古时期的天文轨道参数，以便能够在地质时间的尺度范围之内，针对太阳系行星轨道的演化给出更为可靠的约束以及重建 。

2025年12月，《国家科学评论》（即National Science Review，简称NSR）于北京对Laskar教授展开了专访，于采访期间，他讲述了对太阳系以往、当下以及将来的认知，探讨了其当下的研究，还回顾了自身不同寻常的职业生涯，乃是从高中数学教师朝着科学家的转变历程 。

01

太阳系的混沌本性

NSR：要是让你来描绘太阳系，将它的演化历程、当下结构、内在特性全部纳入考量范围，你脑海当中浮现出来的最为鲜明的画面会是怎样的呢？

Laskar，依我看那种结构，是长期自组织过程的结果，太阳系目前呈现出来的就算是这样子的。早期刚形成的时候，太阳系里或许有比现在更多的行星，整体动力学状态不是一般的不稳定，行星之间还会出现碰撞的情况。每一次一旦碰撞啦，系统结构就能够变得愈发稳定，行星轨道相互交叉的概率就会下降。

人们一般觉得，那属于太阳系历史里，最晚一次重大行星碰撞事件生出月球的情形，当时，地球与一个于原本处在地球及火星二者之间间位置的，大小如同火星般大小尺度的天体，上演了一回剧烈至极的撞击行为。

一系列碰撞事件发生之后，太阳系最终进入一种状态，此状态接近动力学的“不稳定边缘”。在这种状态里，行星之间直接碰撞在短时间尺度上极不可能，可是在和行星系统年龄相当的时间尺度上，却不能被完全排除。

1994年，我依据对太阳系长期动力学行为的剖析，提出诸多系外行星系统或许也处于类似的边际稳定态势。这意味着行星间的碰撞在原则层面而言是具备发生可能性的，不过这种可能性主要呈现于和行星系统年龄相契合的长时间段尺度之上。这种状态还表明，从动力学视角来看，现有的行星系统往往处于“满员”状态，要是再往其中引入额外的行星，极有可能会快速引发不稳定状况，甚至致使行星碰撞。

NSR，我们对于太阳系所拥有的认识，能够给寻觅其他适宜居住星球带来怎样的启发呢？，。

我的研究表明，在1993年时，要是不存在月球，地球自转轴的倾角就连保持稳定都比较困难，会像是在从0°到90°的范围以内进行无序地变化。当我们寻找到了处于宜居带的一颗系外行星，也不能就讲它会是“第二个地球”，因为它极有可能没有稳定的自转倾角。所以，要找到一颗跟地球一样的行星，并非容易的事。 ，。

问题的另一个方面是，鉴于现有的观测状况，当下人群大多在小恒星周边寻觅系外行星。再者，小恒星的宜居区域无比逼近恒星，于此情形下，星球常常易于步入潮汐锁定态势，这表明它们始终以同种的方面对着恒星，恰似月亮始终以相同一端对着地球那般。虽说这绝不意味着这些星球上无法出现生命，但其必定会与地球上的生命大为不同。

NSR：历经几个世纪，人类针对太阳系的看法产生了剧烈变化。科学历程里，那些关键步骤或者转折点都有什么呢？

Laskar：此问题讲起来话可拉长，我尽力简要去归纳。1609年时，开普勒发布了《天文学新论》，提出行星沿着椭圆轨道围绕太阳做运动。在这般理论当中，轨道是固定不变的，稳定性并不成为一个需要考量的问题。

早在牛顿时，稳定性问题就被系统地提出来了，他于1687年薪提出万有引力理论，随即意识到行星间所存在的相互引力，它会致使行星出现轨道的偏移与震动。针对这种复杂情况，牛顿也曾进行探索求解，给出了一种带有神学印记的解释，那就是，上帝不定时地就会回到太阳系那里，凭借神奇魔力亲自扭转乾坤，把这些偏移道旁的行星，逐一归位到“正确的位置”。 所以在18世纪，质疑太阳系的稳定性，就如同公然质疑上帝的非凡与至高“权威”。这种质疑不仅挑战科学权威，质疑我们认知的边界，更在动摇人类思维根基，冲击一直公认的秩序与规范。

截止至18世纪末期的时候，拉普拉斯以及拉格朗日针对行星轨道稳定性给出了一个阐释说明，他们于一阶近似的情形之下获取到了一项关键成果，那就是行星之间的相互扰动不会使得行星轨道的尺寸产生改变，换而言之也就是说，椭圆轨道的形状会慢慢地产生变化并且出现进动的现象，然而在该近似框架范围当中，这样的一种变化并不足以引发轨道交叉以及行星碰撞的情况，基于此，太阳系的那种所谓“永恒稳定”再次获得了保障 。

又过去了一个世纪，到了19世纪末，法国有位数学家亨利·庞加莱，他向前踏出了很关键的一步。他证实三体问题是没办法进行积分的，不能够获取解析解。他还揭示了有可能存在极为复杂的运动，开始时的微小区别会随着时间呈指数放大，这就是我们如今所说的“混沌”。可是庞加莱尽管揭示了混沌行为存在可能性，却并没有依据此来断定太阳系也会处于混沌状态。在当时人们的理解里，他倾向于觉得潮汐等耗散效应会起到主要作用，令太阳系维持稳定 。

随后，在1954年至1963年这个时间段，俄罗斯的数学家科尔莫戈罗夫、阿诺德，以及瑞士的数学家莫泽进行了证明，证明的内容是，尽管系统是不可积的，然而对于质量足够小的天体系统而言，仍然存在一部分准周期轨道能够长期存在。但是，正如米歇尔·赫农所展示的那样，这一结论仅仅适用于极小质量的行星，这种极小质量的行星，其质量必须小于电子质量，所以该结论在用于证明真实太阳系的长期稳定性方面存在困难。

紧接着的步骤便是我于1989年开展的工作，那时候我研发了专门的计算机代数计算相关工具，继而将拉普拉斯以及拉格朗日的经典解析朝着更高阶进行了扩展，同时结合数值积分，针对太阳系展开了长达2亿年的模拟探究，最终得出的结果表明，太阳系的长期运动并非呈现严格的准周期行为，而是处于混沌状态，混沌所代表的是微小的不确定性会随着时间按照指数方式进行放大，每过去1千万年不确定性便会增加一个数量级，故而，要是当下的不确定性为15米，那么历经1千万年后这种不确定性将会放大到150米，然而这个差异是能够被忽略不计的 。然而，历经1亿年之后，它会扩大至1.5亿公里，也即15乘以10的10次方米，此等距离等同于从太阳到地球的路程，如此便产生了巨大的不确定性。

2008年，我又一次证实太阳系的行星确实存在发生碰撞的可能性。 actually，我于1994年就提出了这个设想，然而那时采用的是复杂的办法以及分析平均方程，并不具备绝对的说服力。直到2008年，伴随计算能力的提高，我运用“暴力方式”证明了这个问题，相关结果发表在了《自然》杂志 。这些计算在很大程度上重现了我1994年的结论，并且证明地球有可能在50亿年内与水星、火星或者金星发生碰撞。

对于NSR而言，向后瞻望未来，您觉得我们最靠近解开哪些太阳系动力学方面的谜题呢？哪些层面依然最不容易捉摸呢？

现在，我们已然清晰，太阳系于长期尺度上面显示出混沌特性，此为一种情况。在统计意义这个范畴内，行星碰撞概率，于50亿年这样的时长之中，大概是1%，这又是一种状况。而不过，这主要所关联牵涉到都是轨道最为摇摆不稳的行星，也就是水星。说到关系地球的碰撞概率，截至当下，仍然缺少可靠的估量估计。并且，可以合乎情理那般去认为，它远比水星相关的碰撞概率为弱小。我觉得，在原则上来说的话这样子情形是能够予以计算算出算得出来的，然而，仍然需要花费时间以及方法层面方面的优化转变改进变革，才可以成功得出准确的数值结果数据。

还有一个关键问题在于，要怎样重建过往差不多40亿年里行星轨道的演变情况，这其实就是去追溯从太阳系大概形成一直到当下的全部演变进程。能运用统计方法来描绘这一漫长的演变过程，然而因为有混沌行为的限制，当前我们尚不能够可靠地重建六千九百万年之前的行星轨道状态。

02

大海捞针：寻找太阳系的确定过去

NSR，为何，咱们，极难，去重建，太阳系，比6000万年前更早之时，以往之状态呢，？

拉卡尔：依规而言，要是我们存有全然精准的当下行星轨道参数，且拥有无限精密的数值积分办法，这样以来，理论上能够于任意时间尺度上回溯进而获取唯一的行星轨道解。然而事实上，这是无法达成的。

2011年有一项研究，在其中我证实了那主要的限制因素源自几颗个头最大的小行星引发的扰动，特别是谷神星跟灶神星。它们自身有着属于混沌状态的轨道演化，其十分微小的差异能够在不到5万年之长的时间尺度范围里面较快地放大10倍效果。这种不确定性在不断进行累积，使得我们能够进行可靠及可预测的行星轨道时间尺度被限制在约6000万年上下。

很难突破这个限制，实际上，即便大幅提升初始条件以及模型精度，在可追溯时间尺度方面的改善也极为有限，例如把初始条件与模型精度都提升1000倍 ，由米级提升到毫米级，我们在预测上也只能前进15万年，也就是说会将预测精度的边界从6000万年推至6015万年，这表明，大约6000万年的预测极限确实是内在的，它源自系统里多体相互作用的混沌性质，而不只是局限于初始条件精度不足所导致的 。

但是，要是我们可以得到一些有关行星往昔位置的新增信息，如此一来，在某种程度上便有突破这个极限的可能性焉。只是很可惜，恐龙里边是没有天文学家的，它们可没有记录过行星的位置；不过万幸的是哩，这些信息换了别的方法被间接地给保存下来——它们给印刻在沉积记录里面。

该内容的常规逻辑及表述较为清晰，按照要求改写会使其在表意上变得生硬繁复并不利于理解，可能无法很好地达成预期效果，但还是按照指令操作如下： 在二十世纪一十年代到二十年代的工作基础之上，来自塞尔维亚的科学家米卢廷·米兰科维奇，于一九四一年完结了系统的轨道气候计算，进而提出了《日照法典》，此法典以阐释轨道变化怎样重塑并且革新太阳辐射的时间以及空间分布为目的，最终影响了地球以往的气候。于一九七六年，海斯、英布里以及沙克尔顿展开了开创性研究，此项研究告诉众人，轨道变化所呈现的信号能够在沉积记录当中被识别出来。

目前，我们正尝试借助这些沉积信息去限定往昔太阳系的演化，这是一项极具挑战性的任务，因它需质量极高且时间跨度足够长的沉积序列，然而这样的记录数量不多，在诸多地质时间区间里，常常仅有一条可用的高质量沉积记录，可这是不够的，我们需要多条相互独立的高质量记录相互验证，以此削弱局地事件以及各类非轨道过程带来的噪音，进而更具说服力地还原出天文信号。

所以，当下我们切实想要用到的，是具有长时间序列的高质量沉积记录。盼望在来大概10年的时间里，我们可较为靠谱地重新确立起整个太阳系过去将近1亿年左右时间的演变沿革和进程，然而紧接着要设定的努力方向，极有可能是深入延展这个计时范畴幅度直到达整体中时代，即有着大约2.5亿光年时长的跨度。

教授雅克·拉斯卡，博士后武于靖，于德国不来梅岩心库留影，此地所存大洋钻探项目岩心，能用以重建轨道参数。（受访者供图；拍摄者：不莱梅大学Thomas Westerhold博士）。

NSR：您可不可以简要地介绍一下AstroGeo这个项目？这件事花了几年的工夫，它究竟在哪些层面改变了我们对于太阳系演化以及过去气候的认知呢？

拉斯卡尔：在过去三十多年期间，地质学家们运用我的天文轨道解，普遍地构建出地质记录的时间标尺。多年之前起我就有所思量，贮藏于沉积记录里的天文信息，可否反向作为一种“天文观测”形式，依托其去限制轨道解决方案，来试着冲破达6000万年的可预测限度。这恰算是我开启AstroGeo项目的推进因素。

直至2020年，我才切实启动这个项目，因它关涉天文学、地球科学以及数学等诸多学科，跨度极大。起初，我存有犹豫，就在于是否要令学生投身此方向，之所以如此因我担忧这般高度跨学科的研究，会致使他们在毕业后难以寻觅到对口的工作。

做出最终推进决定之际，我同步申请了欧洲的资助项目以及法国的资助项目，并且成功获取了这二者的资助。让我感到惊讶的是，针对AstroGeo项目，11位评审专家给出了极为积极的反馈。我未曾料想到会收获这般一致的支持。

在项目申请书里头，我给出了几个主要的，属于科学范畴的目标，然而在实际推进这个事情进行的过程当中，我们已然在起码两个方面朝着突破原先那些，属于最初预期的进展的方向进行着推进动作了 。

第一个方向关联到地球与月球系统的演化，阿波罗样品显示，月球形成于大概45亿年前 ，然而通过月球目前的远离速率算出的月球年龄仅有15亿年 ，这种差异让研究者困扰了将近半个世纪 ，在AstroGeo的项目申请书中 ，我讲我们会尽力在这个方向上获取进展 ，可是令我意想不到的是 ，我们实际上已经把这个问题给解决了 ，我们提出了一种在物理方面自洽的演化框架 ，把月球的形成年龄和其当前轨道状态统一到了一起 。

法尔哈特等人，《天文学与天体物理学》，2022年；第665卷：L1 ，。

虽然这不一定就是最终的那个答案，不过它明显地改变了人们对于这一问题的看法，当下已然被广泛引用，特别是在地质学家去研究数十亿年前的古老的沉积记录的时候，常常会把它用作参考的背景标点符号。

AstroGeo的又一关键进展，是我们研发出一套称作AstroGeoFit的工具，该工具能在不径直依存现成天文轨道解决办法的情形下，从地质沉积记录里提炼天文信息，这让我们能够从数据中定量地限定地球轨道参数，进而为重构更长时间跨度的演化历程带来新的潜在机会。 句号。而且，伴随相关论文的刊发，我们已然把AstroGeoFit以开放源代码Python程序包的形态予以发布，从而使得研究人员能够直接运用这一办法（www.astrogeo.eu）， 。

NSR：关于太阳系轨道的过往情形，您当下拥有几千个解答，您打算从这些里面寻觅出最为精准的那一个吗？

拉斯卡尔：鉴于系统自身存在的混沌行为，当下我们拥有几千个具备可能性的轨道解，这些解在历经6000万年之后，相互间的差异极为显著。我们理所当然地期望能够从其中辨别出一个最契合地质以及天文证据的演化解，以此来表征太阳系真实的过往。

这是一项委实称得上真正的挑战啊对了，预测未来是较为简单的，原因在于根本就没人晓得未来将会是什么样子的情况呢；说到过去那就不一样了，那些寻求真相的人们，是能够找寻到相关证据的，依靠这些证据进而去判断哪些轨道解谜是具备可信度的内容而哪些又是并不成立的状况呀。

NSR，太阳系处于更宏大的银河系里，咱们能够计算太阳系所受到的外部影响吗，。

拉斯卡尔指出，我们清楚太阳于银河系里的运动大体能够被分解成两个部分，其一为它围绕银河中心的公转状态记录相关话语涉嫌违规，不予回复周期大概为2亿年，其二便指同时伴随着的一个垂向振荡，其周期大概为7000万年。然而，即便存有盖亚卫星以及其他的一些观测资料，太阳在银河系之中所作的精确运行轨道依然是处于未知状态情形的句号。所以，当下还十分难以做到可靠地去判断这些银河规模尺度的运动究竟是以怎样的方式在地质沉积记录里留下能够被识别的印记这样的结局 。

我曾试着去调整一下银河动力学模型的参数，试着力求把太阳于银河系里的运动同海平面变化的地质记录对应起来，但在我们得到太阳于银河系中处于运动状态的更精准参数以前，这种尝试依旧仅仅只是推测性的呀。

03

天体力学的方法论

NSR：您觉得针对天空星球相关的力学以及行星动力学这样的领域，人工智能（也就是所谓的AI）同其它新出现的计算方式，会发挥对这些领域带来变革性质作用这般的效果情况不？

Laskar表示，他觉得AI肯定能够起到一定效应，特别是在沉积数据这种高维度、繁杂数据的剖析层面。于AstroGeoFit里，他们已然纳入了一些借助机器学习以及统计学习的办法。就天体力学范畴，他获悉当下也存在一些把AI方法引入进去的尝试，然而这并非是他最为熟知的方向。

就 NSR 来说，要是您忽然得到了十倍的计算资源，那您会在最先去尝试解决什么样的问题呢？

其实，在我的研究经历里边，计算资源并非真的是限制因素，更艰难的常常是运用正确的方式去提出以及解决问题。我头一回展示太阳系具备混沌特性的时候，用的计算时间仅100小时。然而针对有着指数发散特性的混沌系统来讲，单纯把计算资源提升一个数量级，一般只能带来极为有限的改进，很难从根本层面改变我们能回答的问题。

NSR：您的大部分工作都涉及计算机模拟，但您有做过实验吗？

有的，大约处在2000年那会儿，我跟当时身为博士生的Alexandre Correia一块儿研究了金星的自转这件事情，我们试着去构建金星大气热潮的模型，然而最初的那个模型却并不是全然能够让人感到满意的 ，几年之后，我于自家的花园那儿搭建起了一个挺不错的气象观测站 ，持续记录了一整年的、以分钟作为时间分辨率的大气压数据。接着，我把那些数据依据一个太阳日来做相位折叠，还针对随机出现的天气波动开展平均化处理，这般一来最终得到了一条特别平滑的曲线，此曲线能够清晰展现出大气太阳潮的信号。基于这个情况，我让另一个博士生持续深入剖析这些结果，接着我们凭借此状况发展出了一个愈发合理的模型，其中这种发展是由让第二个博士生依情形而行开展深入分析才导致的 。

我一直以来，都更加着重于去关注那亟待解决的科学问题其本身状况，是那样的一种状况，而非仅仅局限于，被束缚在究竟具体选用哪一种方法之上。然而，针对我所关注的那些问题，我会凭借所有一切适宜的方法，借助这些方法，竭尽全力寻找其间的恰当答案句末标点符号。

04

回顾与建议

国家安全研究：您所经历的科研历程是毫无阻碍一路顺遂的吗，有没有碰到过某些称得上重大的挑战呢？

拉斯卡尔，事情是这样的，切实而言，我的学术之路并非是那种一帆风顺的类型。在我取得自己首次的数学硕士学位之后，我就摇身一变成为了一名高中数学教师，而且心里觉着，此种算得上是蛮不错的一份工作。然而，经过了一段时日之后，我内心觉得，自己可不能就这般平平淡淡地教书度过一生噻，于是乎赶忙开启了在业余时段的心理学学习之旅。我察觉到心理学极具趣味，进而开始萌生出转行去做一名精神科医生的念头。要是仅仅只是为了获取心理学学位，我绝对能够在教书岗位上的同时一并完成；但要是想要迈进医学院去学习的话，那就必定得辞去现教的工作。为了能够实现全职学习这个目标，我迫切需要一份稳定的收入来源。我期望借助教授某些高薪的数学课程来获取一些钱财，然而这类岗位一般都要求通过数学的“家教资”（也就是法国最高级别的国家教师资格认证） 。我下定决心先通过此项考试，因此重新回去钻研数学 。正是处于这个进程当中，我发觉科研自身是一件极为令人愉悦的事情 。在通过法国家教资之后，我又致力于攻读天文学跟天体力学的第二个硕士学位，随后开启了我的博士生涯 。

由于我大学入学时间较早，再加之仅用18个月的时间便拿到了博士学位，之所以我说尽管自己曾经拥有过三年时长的高中教学经历，依旧在29岁这个年纪就荣获了博士学位。

NSR：18个月拿到博士学位，这效率真是惊人。

拉斯卡尔：没错，关键就在于那时我兴致高涨动力强烈，在去攻读第二个硕士学位阶段，有两样事情实实在在触碰震撼到了我，头一样事情是察觉到三体问题压根寻不到解决方案，另一样事情是，我发觉自身从数学背景里经历领略而来的思维理念，跟当时天体力学所传授讲授的内容之间存有显著差距，天体力学在研究方面于方法和观念层面极其守旧陈旧，我真心实意特别迫切地想要去填补弥合这道差距隔阂。

当时，天体力学在一定程度上是个处于仿若被尘封状态的领域，好多人觉得其中不会再有啥意义重大的发现了，然而我对该领域兴致颇高而且心想“那好呀，我就要拿到扫帚，将这些灰尘统统清扫干净”。现今，人们的说法跟当初完全相反了，那便是会讲我很幸运得以在这样一个重新呈现出满是活力并带来极大挑活性地领域里展开研究工作。

NSR：高中教师的经历对您的研究有帮助吗？

Laskar：是有的。在你给小孩子们上课之际，你务必得设法去引起他们的兴趣。这可不是件容易的事儿，特别是在于像数学这般的学科当中。所以呢，我渐渐地学会了在表达之时始终都要去考虑听众的背景以及理解方式。这同样也是我现今依旧一直都在努力去做的事情。和此相类似的，心理学的学习进程对于我而言也是有着很大帮助的。

NSR：您会给年轻研究人员什么建议？

依我自身经历而言，我要说，寻得一个你真心愿投入热情且满怀动力的方向格外关键，因这会使你对他人评价毫不在意，对其是否凑巧为当下最热门研究方向也毫不关心，最为重要的是，要保有走出熟悉路径并探索未知领域方面的意愿 。

我有时会把科学研究比喻成登山，对些人来讲，在室内攀岩墙上训练有素，在得到保护的户外环境同样灵活从容，可这二者都不是真正的登山，真正的登山指向人们觉得难以抵达之地！这不是强调非得选最艰难的那条，可以说，做“好研究”的关键之一，是敢于向无人涉足的“山峰”进发，并想法找到上山路线，从而尝试将其顶上，并成功登顶！

北京大学博士研究生张小宇在翻译稿校对过程中提供了帮助

这篇文章，是NSR Interview文章，名为“Exploring the Chaotic Future and the Deterministic Past of the Solar System: An Interview with Jacques Laskar”的中文版本，。

可见英文原版于，https://doi.org/10.1093/nsr/nwag002 ， 。