在浏览器环境中构建交互式 N 体模拟器，是处理天体力学中三体问题等混沌系统的一种高效方式。三体问题缺乏解析解，只能依赖数值积分模拟其动力学演化，而浏览器的高性能 Web 技术如 Canvas 和 WebGL，能实现实时渲染与用户交互，避免了原生应用的部署门槛。
核心挑战在于计算效率与数值稳定性。N 体模拟需计算每对天体间的引力：F = G × m₁ × m₂ / (r² + ε²)，其中 ε 为软化参数（典型 0.01~0.1），防止近距离奇异崩溃。对于 N=3 的三体，O (N²)=3 对力计算负担轻，但混沌敏感性要求高精度积分。Velocity Verlet 算法是首选：其对称积分结构保持能量守恒，公式为 v_{t+dt/2} = v_t + (dt/2) a_t；x_{t+dt} = x_t + dt v_{t+dt/2}；a_{t+dt} = force (x_{t+dt})；v_{t+dt} = v_{t+dt/2} + (dt/2) a_{t+dt}。相比 Euler 方法，Verlet 的共轭（symplectic）性质确保长时模拟轨道不漂移，能量误差 < 0.1%/ 周期。
实际参数调优：dt=0.01~0.05（归一单位，G=1，尺度视场景），过大会导致能量漂移 > 5%（红色警报）；Verlet 优于 RK4 在长时稳定性，RK4 虽短期精度高（4 阶误差 O (dt^5)），但非共轭导致相位累积误差，轨道渐扩 / 缩。监控总能量 E=∑(½m v² - G m_i m_j /r_ij)，初始负值表示束缚系统，漂移率 < 1% 为绿灯。浏览器中，requestAnimationFrame 循环每帧 step ()：计算力→积分更新→渲染轨迹。
为实时性，优化渲染管道：Three.js 或自定义 WebGL 着色器绘制粒子 / 轨迹，尾迹用几何缓冲（Geometry Buffer）。交互设计：暂停拖拽初始位置 / 速度，预设如 Figure-8 轨道（三等质量体追逐 8 字形，Cris Moore 1993 发现），Lagrange 三角形，或 3D 钢琴三重奏（Li and Liao 2025，10k + 周期解）。时间线回放缓冲最近 1000 步，支持分享 URL 编码状态（位置、速度、质量 JSON）。
工程落地清单：
- 初始化：3 体默认质量 m=[1,1,1]，初始位 x=[(-1,0,0),(1,0,0),(0,0,√3)]，速度 v=[(0.30689,0.1251,0),(0.30689,0.1251,0),(-0.61378,-0.2502,0)]（Figure-8 归一）。
- 积分循环：dt=0.02，ε=0.01；每步 clamp 速度防逃逸（|v|>10 重置）。
- 渲染：WebGL 点精灵，轨迹线条（LineSegments），相机轨道控制（OrbitControls）。
- 性能阈值：N≤100@60fps（Chrome），>N 用 WebWorker offload 力计算，postMessage arrBodies [float32array: x,y,z,vx,vy,vz,mass* N]。
- 监控面板：实时 E、drift%、FPS；阈值：drift>5% 提示减 dt，回滚至稳定预设。
- 边缘 case：混沌爆发（初始微扰 Lyapunov 指数 > 0），用 RK4 短期高解；碰撞检测（r<ε*2 合并质量）。
风险控制：浏览器浮点精度（double fallback Float64Array），长模拟（>10^4 步）能量漂移用自适应 dt（drift>1% halving）。测试：Figure-8 应周期～6.3 单位时间稳定 > 100 周期无崩。
此方案已在 trisolarchaos.com 演示，支持 2D/3D 预设、RK4 切换，能量绿灯验证稳定性。扩展可 GPU（WebGPU compute shader Barnes-Hut O (N log N) 树码），N>10k 实时。
资料来源：trisolarchaos.com N-Body Simulator；Hacker News 帖子（2025-12-01）。