苏黎世天气预报

15 0 2024-05-26
数学家发现了更大的素数,这究竟有什么意义呢?没什么意义,数学家早就证明了素数是无限的,也就是说没有最大的素数。具体证明如下:用反证法:假设素数是有限的,假设素数只有有限的n个,最大的一个素数是p。设q为所有素数之积加上1,即q = ( 2 * 3 * 5 * …… * p )+ 1。按照假设q不是素数,那么q应……

数学家发现了更大的素数,这究竟有什么意义呢?

没什么意义,数学家早就证明了素数是无限的,也就是说没有最大的素数。具体证明如下:

用反证法:***设素数是有限的,***设素数只有有限的n个,最大的一个素数是p。设q为所有素数之积加上1,即q = ( 2 * 3 * 5 * …… * p )+ 1。按照***设q不是素数,那么q应该可以被2、3、……、p中的某个数或某些数整除(合数一定可以分解为素因子之积),但实际上q被这2、3、……、p中任意一个整除都会余1,与之矛盾。

所以,素数是无限的。而今天已经找到的最大素数是美国州立中密苏里大学柯蒂斯库珀(Curtis Cooper)通过GIMPS项目发现的第49个梅森素数 2^74207281-1(被称为M74207281),这个数远大于宇宙所有原子数量,已经没有什么实际意义了。

苏黎世天气预报
(图片来源网络,侵删)

因为理论上素数是不可预测的,至少目前来说还没有找出它的规律,我们不知道的是:下一个素数是多少?

所以,一般是计算数学家,也就是那些玩电脑的人,才能找到更大的素数的,那都是用超级计算机算出来的。

因此,与其说是数学家发现了更大的素数,不如说是超级计算机找到了更大的素数,在这一点上,其实比的就是超级计算机的计算能力,以及大家所***用的算法的复杂程度。这个事情当然也是有意义的,因为你可以把两个很大的素数相乘,得到一个更大的数,然后拿这个大数当作一个密码,让别人去做质因数分解,别人是分解不出来的。越大的素数的乘积,越难被分解,这个密码的有效性就越好。

苏黎世天气预报
(图片来源网络,侵删)

当然,从纯数学的角度来说,发现更大的素数没有特别的意义,因为在2000多年前,欧几里德就已经证明了,存在无限多个素数,也就是说,素数的大小是没有上限的,可以很大很大。因此,在纯数学的角度来说,这个事情的意义不是太大。

当然了,素数问题是数论问题的核心,而数论又可以与函数论与群论挂钩,研究素数其实就是在研究整个数学的最底层的结构。最近得了科学突破奖的“新视野奖”的张伟就是研究这方面结构的中国年轻数学家,我还曾经写过一篇与他聊天后的访谈稿,你可以去看看,也许能了解为什么要研究最大的素数,反正我自己也说不清楚,这种问题只能请张伟这样的高手才能解答。

数学家发现了更大的素数,这究竟有什么意义呢?

苏黎世天气预报
(图片来源网络,侵删)

第一个问题:什么是素数。

素数是指在大于1的自然数中,除了1和它本身以外不再有其他因数的自然数。

比较小的素数,例如2,3,5,7,11,13,17,19等。

2017年末,一位美国电机工程师Jonathan Pace,利用互联网梅森素数大搜索项目(GIMPS),成功发现第50个梅森素数M77232917,该素数有23249425位,是迄今为止,人类发现的最大的素数。这个素数,比起上一个记录(2016年1月),大体间隔两年时间。这是世界顶级的数学家,使用最先进的计算设备,历经两年努力才得出的结果,可见这个问题难度之大。

第二个问题:经常有人问,老是有人搞这种看起来无聊又无用的东西,有何意义?

数论是数学王国的顶级领域。寻找更大的素数就是这个领域的一个课题。

素数

搞这种课题有什么意义?

笔者认为至少有这样几方面的重要意义。

1、找出更大的素数可以用于设置更为复杂的密码。有了更复杂的密码,就可以对抗更高级的破译,使得密码破译的时间大大延长,使破译失去意义。这个问题在军事、外交等领域尤其重要。