世界最大的素数是如何被找到(迄今为止已知最大的素数写下来居然印成了一本畅销书)

素数又称“质数”,它们除了1和自己以外,没有任何因子。中国人最熟悉的关于素数的故事,莫过于“哥德巴赫猜想”,即“每一个大于2的自然偶数都可以写成两个素数之和”。

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素数世界

素数是无穷多的。在2300多年前,古希腊数学家欧几里得就发现了这一点,并在《几何原本》中做了简洁漂亮的证明。欧几里得说:“有无穷多的素数。”但他并没有说,这无穷多的素数具体是什么。这是一个数学领域中常见的情况:你可以证明一件事的存在,但你无法具体描述这件事。

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欧几里得

这就是素数的秘密:它虽然无穷多,但要发现和验证大素数却不容易。有多不容易呢?

大凡接受过数学基础教育的人,恐怕都背诵过100以内的质数:

2,3,5,7,11,13,17,19,23,29,31,37,41,43,47……

是的,它们看起来密集。但随着素数越大,他们之间的距离渐渐变长。举个例子,1000万之前的100个数中有9个素数,1000万以后的100个数中只有2个素数。重要的是,它们的分布距离是不均等的。因此,要找到一个大的素数,往往需要巨量的计算,要分解和验证它也是这样。而为了掌握素数分布的规律,数学家已经呕心沥血了数百个春秋。

“寻找梅森素数”则是一个民间自发寻找大素数的超级计算活动。“梅森素数”是一种特殊形式的素数,写成(2^n-1)的形式,寻找梅森素数是目前发现已知最大素数的最有效途径。这个项目的全称是“互联网梅森素数大搜索”(The Great Internet Mersenne Prime Search,简称GIMPS),它始于1996年,由世界各地的志愿者自愿花时间计算梅森素数。他们从GIMPS网站上下载免费软件,当计算机闲置时,这个软件就开始在数轴上进行梳理式计算。在已知的梅森素数中,有不少就是通过这个渠道找到的。发现者会有3000 美元的研究发现奖,但更多人是在享受探索的乐趣。

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被日本虹色社印成书的这个素数,就是在2017年12月26日由美国的GIMPS志愿者Jonathan Pace通过计算机找到的,被命名为“M77232917”(“M”代表梅森素数) 。它是第50个梅森素数,也是迄今为止已知最大的素数。而前两次人类更新“最大素数”,分别是在2013年和2016年。

(本文摘编自网络:719页只印出1个数字:日本“史上最荒唐的书”卖到脱销 https://m.huanqiu.com/r/MV8wXzExNTY4NzI2XzEyNThfMTUxNzMxMTE0MA==?tt_group_id=6516803492642816526,特此说明,鸣谢!)

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