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先复习一下小学数学,素数也就是质数,是指大于1的自然数中,除了1和它自身外,不能被其他自然数整除的数。比如2、3、5、7、11、13等等。
再说一下梅森数,指的是可以形成2^p-1的正整数。
说人话就是,2的P次方减1的正整数,其中P必须为质数。
比如3这个数,就是2的2次方减1;
7这个数就是2的3次方减1;
31这个数是2的5次方减1;
127这个数是2的7次方减1,这几个数字都是梅森数。
但是由于4不是质数,所以2的4次方减1,也就是15这個数,就不能被称之为梅森数。
如果梅森数同样也一个质数,那么这个数字就叫做梅森素数。
梅森素数是所有数字中最特殊的存在。
人类研究梅森素数,可以追溯到公元前300年的古希腊数学家欧几里得,他写的那本《几何原本》里就已经提到了素数。
这项研究也一直持续到今天,算是自古以来数论研究的一项重要内容。
在数学界,是否存在无穷多个梅森素数,与哥德巴赫猜想、黎曼猜想、孪生质数等,是同一级别的猜想。
梅森素数最早被应用于密码技术领域,由于梅森素数很难被因式分解,所以密码系统中的秘钥参数,都是以梅森素数为基础的。
后来人们发现,可以使用梅森素数的运算,来测试计算式的速度和稳定性。
因为梅森素数越大,就需要越多的计算量。想要知道某台计算机的性能如何,让他去检验一个梅森素数,性能便一目了然。
著名的“烧机”软件Prime95,就是利用这个原理来测试计算机性能的。
实际上这个软件最初被开发出来,并不是为了测试计算机性能,而是为了计算梅森素数。
人类进入到数字时代以后,梅森素数也变得越来越重要起来。
就比如虚拟货币所使用的区块链技术,便依赖于数字原理和密码学技术,而梅森素数恰好就是密码学中秘钥参数的基础。
不夸张的说,所有涉及到算法的,都会将梅森素数当做基础研究。以2024年的眼光看,算法这东西多重要,不用多说了吧!
而且研究梅森素数,必须通过大量的演算,能够在梅森素数的研究领域成果,除了要有扎实的理论研究基础,更需要高算力的计算机,只有科技强国,才能同时具备这两条因素。
因此梅森素数的研究水平,也反应了一个国家的科技水平。
(上面这些介绍其实都是废话,过关这个臭不要脸的凑字数的。人话总结就一句,梅森素数很牛逼!)
梅森素数的研究,被称之为数学海洋中的璀璨明珠。所以当张伟看到光盘里有Prime95这款软件时,便立刻做出决定,把这明珠摘几颗回来。
人类寻找梅森素数,最早是靠手动计算,在公元前,人类只找到了四个梅森素数,也就是3、7、31和127,再多了就算不出来了。
直到十五世纪,人类才找到第五个梅森素数8191,之后的几百年里,数学家们又陆陆续续到找到几个梅森素数。到了二十世纪,人类已经找到12个梅森素数了。
二战以后,计算机开始出现,人类的算力大大提升,寻找梅森素数的脚步也变得更快,截止1996年,人类共发现了34个梅森素数。
随后便是互联网时代,美国人搞了个基于互联网的分布式计算项目,也就就是互联网美森素数大搜索,简称GIMPS。
你只需要去GIMPS官网下载一个免费软件,就可以参与到梅森素数的计算中来,这等于是使用全世界的计算机资源,去计算梅森素数。
相当于将一堆含有黄金的沙子分成无数部分,交给淘金者,至于谁能掏出黄金,就看你的运气了。
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