小学论坛

 找回密码
 立即注册
查看: 89|回复: 0

梅森素数:数学海洋中的璀璨明珠

[复制链接]

28万

主题

28万

帖子

84万

积分

论坛元老

Rank: 8Rank: 8

积分
848531
发表于 2016-8-13 13:00:58 | 显示全部楼层 |阅读模式

          
          

  •        

      12
                                   

    103723_4c5b60f66e7d653.jpg

    103723_4c5b60f66e7d653.jpg

      2008年8月,美国加州大学洛杉矶分校(UCLA)的计算机专家史密斯(E.Smith)通过参加了一个名为“因特网梅森素数大搜索”(GIMPS)的国际合作项目,发现了第46个也是最大的梅森素数

    103806_4c5b60f671e8653.jpg

    103806_4c5b60f671e8653.jpg

    ,该素数也就是2自身相乘43112609次减1,它有12978189位数,如果用普通字号将这个巨数连续写下来,它的长度可超过50公里!最近,这一成就被美国的《时代》杂志评为“2008年度50项最佳发明”之一,排名在第29位。

    103814_4c5b60f67320d53.jpg

    103814_4c5b60f67320d53.jpg

    103820_4c5b60f67497d53.jpg

    103820_4c5b60f67497d53.jpg

      由于梅森素数在正整数中的分布是时疏时密极不规则的,因此研究梅森素数的重要性质——分布规律似乎比寻找新的梅森素数更为困难。数学家们在长期的摸索中,提出了一些猜想。英国数学家香克斯、法国数学家伯特兰和托洛塔、印度数学家拉曼纽杨、美国数学家吉里斯和德国数学家伯利哈特等都曾分别给出过关于梅森素数分布的猜测,但他们的猜测有一个共同点,就是都以近似表达式给出,而与实际情况的接近程度均难如人意。

    103825_4c5b60f67747653.jpg

    103825_4c5b60f67747653.jpg

      中国数学家和语言学家周海中对梅森素数研究多年,他运用联系观察法和不完全归纳法,于1992年首先给出了梅森素数分布的精确表达式,从而揭示了梅森素数的重要规律,为人们探究这一素数提供了方便。后来这一科研成果被国际上称为“周氏猜测”。
      利用网格技术搜寻梅森素数
      网格(Grid)这一崭新技术的出现使梅森素数的探寻如虎添翼。1996年初,美国数学家和程序设计师沃特曼(G.Woltman)编制了一个梅森素数计算程序,并把它放在网页上供数学家和数学爱好者免费使用,这就是著名的GIMPS项目。该项目采取网格计算方式,利用大量普通计算机的闲置时间来获得相当于超级计算机的运算能力。只要人们去GIMPS的主页下载那个免费程序,就可以立即参加GIMPS项目去搜寻梅森素数。
      12年来,人们通过GIMPS项目找到了12个梅森素数,其发现者来自美国、英国、法国、德国和加拿大。目前,世界上有160多个国家和地区近16万人参加了这一项目,并动用了30多万台计算机联网来进行网格计算。该项目的计算能力已超过当今世界上任何一台最先进的超级矢量计算机的计算能力,运算速度超过每秒350万亿次。
      为了激励人们寻找梅森素数,设在美国的电子新领域基金会(EFF)不久前向全世界宣布了为通过GIMPS项目来探寻梅森素数而设立的奖金。它规定向第一个找到超过1000万位数的个人或机构颁发10万美元。后面的奖金依次为:超过1亿位数,15万美元;超过10亿位数,25万美元。由于史密斯发现的梅森素数已超过1000万位,他将有资格获得EFF颁发的10万美元大奖。其实,绝大多数研究者参与该项目并不是为了金钱,而是出于乐趣、荣誉感和探索精神。
      梅森素数的意义和价值
      梅森素数在当代具有十分丰富的理论意义和实用价值。它是发现已知最大素数的最有效途径;它的探究推动了数学皇后——数论的研究,促进了计算技术、程序设计技术、密码技术的发展以及快速傅立叶变换的应用。
      探寻梅森素数最新的意义是:它促进了网格技术的发展。而网格技术将是一项应用非常广阔、前景十分诱人的技术。另外,探寻梅森素数的方法还可用来测试计算机硬件运算是否正确。
      由于探寻梅森素数需要多种学科和技术的支持,所以许多科学家认为:梅森素数的研究成果,在一定程度上反映了一个国家的科技水平。英国顶尖科学家索托伊(M.Sautoy)甚至认为它是标志科学发展的里程碑。可以相信,梅森素数这颗数学海洋中的璀璨明珠正以其独特魅力,吸引着更多的有志者去探寻和研究。

  • 回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    本版积分规则

    小黑屋|手机版|Archiver|新都网

    GMT+8, 2025-4-29 16:08 , Processed in 0.049943 second(s), 10 queries , WinCache On.

    Powered by Discuz! X3.4

    © 2001-2017 Comsenz Inc.

    快速回复 返回顶部 返回列表