2024-10-29 14:03来源:本站编辑
至少从古希腊数学家欧几里得时代开始,人们对素数的研究就已经有2000多年的历史了。素数无穷多,但已知最大的素数是什么?
质数是那些只能被1和自身整除的数,比如3和7。它们是数学的关键组成部分;根据算术基本定理,所有大于1的数要么是质数,要么是质数的倍数。
“素数是数论的‘原子’,”英国朴茨茅斯大学的数学家托马斯·凯克在接受《生活科学》杂志采访时表示。
实原子和素数之间的一个主要区别是不同类型的稳定原子的数量是有限的。相比之下,“至少从古希腊的欧几里得时代起,人们就知道素数有无穷个,”凯克说。因此,寻找越来越大的质数成为许多数学家的追求。
目前已知的最大素数是2136,279,841 - 1。要计算这个数字,将2自身乘以136,279,841次,然后减去1。结果,也被称为M136279841,拥有惊人的41,024,320位,比之前的记录保持者M82589933多了1600多万位。
最近的两个记录保持者都是梅森素数,这是一种以法国修道士马林·梅森命名的数,他在350多年前研究了这些数。根据大互联网梅森素数搜索(GIMPS),要计算梅森素数,需要将2自身乘以若干次,然后减去1。
GIMPS是一个分布式计算项目,在这个项目中,志愿者小组在他们的计算机上运行后台软件,共同解决问题——在这个例子中,是寻找梅森素数。根据该项目网站,GIMPS成立于1996年,是持续运行时间最长的分布式计算项目。
“这种寻找已知最大素数的分布式计算方法非常成功,”柯蒂斯·库珀(Curtis Cooper)告诉《生活科学》(Live Science),他是一名从中密苏里大学(University of Central Missouri)退休的数学家,曾帮助发现了之前的几个最大素数。“其中大多数都是发现时已知的最大素数。”
新的最大质数是由业余研究人员、前英伟达员工卢克·杜兰特发现的,他在一个基于云的计算机网络上运行GIMPS。GIMPS网站上发布的一份声明称,他的努力需要利用17个国家24个数据中心的数千个图形处理单元(gpu),这一壮举“结束了28年来普通个人电脑寻找这些巨大素数的统治”。
这是自2018年以来发现的第一个新的梅森素数。
Kecker说:“对于一个大的整数,比如,有几千位数字,检查这个数字是否是素数变得越来越耗时。”“即使有最先进的算法和最新的超级计算机来运行它们,测试一个数字是否是素数也很容易超过人类的寿命。”
然而,多年来,数学家们已经发现了一些方法来确定梅森数是否是素数,这些方法比用于其他类型素数的技术要快得多。直到2018年,GIMPS大约每隔一年就会发现一个新的梅森素数。凯克说:“这几乎就像在长时间不活动之后等待火山喷发——尽管人们预计下一次火山喷发随时会发生,但人们永远不知道它什么时候会再次爆发,如果它再次爆发的话。”