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新手已上路

木虫 (职业作家)

[交流] 数学家发现新的最大素数 已有17人参与

数学家们新近发现了最大的已知素数,它比先前出现的最大素数几乎多出了500万位。
在中央密苏里大学(University of Central Missouri)卫星校园里的一座计算机实验室中,一台在其他人看起来毫不起眼的台式电脑,即143室中的5号机,将74,207,281个2乘在一起,再减去1。之后,它通过检验发现这个计算出来的数字,不能被除1和它自身之外的其他任何整数所整除——这正是素数的定义。
这个巨大的数字只能以指数记数法表示出来,即274,207,281-1。
先前出现的最大素数为257,885,161-1,其位数约为1700万位。
这是互联网梅森素数大搜索(Great Internet Mersenne Prime Search,简称Gimps)发现的第15个素数。Gimps是一个志愿项目,已经运作了20年。“我一直对素数很感兴趣”,乔治·沃尔特曼(George Woltman)说,他在退休之后发起了Gimps计划,“我有大把的空闲时间。”
梅森素数是指那些可以被表示为2n-1的数,其中“n”为整数。它们以马林·梅森(Marin Mersenne)的名字来命名。梅森是一位法国神学家兼数学家,他在17世纪早期曾对这类数字展开过研究。
举例来说,3就是梅森素数,它可以记成2n-1的形式,即22-1。
不过,并不是所有能够以这种形式表达的整数都是素数。譬如当n=4时,所得结果为24-1=15,15不是素数,因为它可以被3和5整除。
整数越大,素数越分散,但总归会有一个更大的素数存在,只是要找到这个素数会困难得多。数学家们到现在总共才发现49个梅森素数。
Gimps充分利用了分布于世界各地电脑的闲置计算能力。志愿者下载好免费的计算软件,当电脑没有在被使用时,软件会在后台悄悄运行。
中央密苏里大学的数学教授柯蒂斯·库珀(Curtis Cooper)是早期热衷者之一,他早在1997年就加入了Gimps计划。目前,他已经为大学两个校区里的800台电脑都装上了计算程序。库珀博士既从事数论领域的研究,也在教授计算机科学课程。“Gimps计划相当于两个领域的联姻。”他说。
这所大学的电脑之前已经发现了三个梅森素数,最近的一次是在2013年。
143室的5号电脑满负荷运行了31天才完成了计算,最终它得出了274,207,281-1的结果是个素数的结论。事实上,早在去年的9月17日,它就已经尽职尽责地将这一结果报告给了西雅图的一台电脑服务器,后者专门用于协调全世界Gimps电脑的计算结果。
但没人注意到。
由于服务器出点了小故障,本来早就该发送给库珀博士和Gimps项目管理员的电子邮件并没有发送出来。
直到今年1月7日,服务器管理员亚伦·布罗瑟尔(Aaron Blosser)在进行例行维护时才发现了上述情况。他用一台运行速度快得多的电脑核实了这一结果,并在两天之后通报给了库珀博士。
经过进一步检验之后,这个新发现于1月19日被正式公布了出来。
素数对于密码学之类的领域非常关键,不过新发现的这个梅森素数太过巨大,至少短期内不会有什么实际应用价值。(Gimps软件却有着实际应用,它在揭示因特尔Skylake新型处理器存在的一个缺陷的过程中,发挥了关键作用。)
这个巨大的素数究竟有多大呢?
我测量了一下自己记数的速度:四秒钟大约能写出10位数。如果纸张和墨水足够,再假设我写字的手能保持这样的速度——实际肯定不可能,那么写出274,207,281-1这个数的22,338,618位数,我就要花费三个多月的时间。
如果要把这些位数打印出来,根据字号的不同,它们大约可填满6000至7000张打印纸。
或许你会疑惑:如果有个素数被电脑发现了,但一直没有人注意到,那它算是真的被发现了吗?答案是否定的。官方宣布该梅森素数的发现日期为1月7日,即布罗瑟尔先生发现上述结果的时间,而不是电脑得出结果的时间。
不过,库珀博士表示,这台电脑将会被保留起来,就像之前发现那三个梅森素数的那些电脑一样。
“电脑不会开口说话,”他说。“它可不知道自己现在已经是名声在外了。”
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文武行
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云乡

木虫 (正式写手)


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俺想知道,这个素数有什么用?现在的电脑,设定了程序,通着电不停地计算,总会找到的吧
6楼2016-02-04 10:04:09
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普通回帖

hylpy

专家顾问 (知名作家)

唵嘛呢叭咪吽

支持一下
凡事,一笑而过。。。。。。
2楼2016-02-03 12:43:22
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Edstrayer

版主 (著名写手)

方寸斗室小天地正气迷漫大世界


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
恭喜,又有新的素数纪录诞生
青葱岁月圣诞夜,浪漫歌舞迎新年。
3楼2016-02-03 15:19:16
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tigou

木虫 (正式写手)

0/0的意义是所有数的集合
4楼2016-02-03 19:06:12
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连续统假说i

木虫 (正式写手)

期待下一个

[ 发自手机版 http://muchong.com/3g ]
数学与吾等同在!
5楼2016-02-04 08:16:34
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Cook_zhang

铜虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
外行人也想问一下 最大的素数有什么里程碑式的意义 还是怎么?
7楼2016-02-04 12:11:17
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hsx196

金虫 (小有名气)


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素数没有最大,只有更大。
8楼2016-02-04 12:46:54
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hsx196

金虫 (小有名气)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
用数学语言说应该是:数学家发现新的更大素数。
9楼2016-02-04 12:50:02
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zjucanaan

木虫 (正式写手)


小木虫: 金币+0.5, 给个红包,谢谢回帖
把所有报废手机联合起来,计算能力肯定强过计算素数的那台计算事实上基本没什么人利用报废手机做服务器的,只有几个人拿着当小型个人站点用

发自小木虫Android客户端
10楼2016-02-04 13:11:35
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