对于素数,或叫质数,人们并不陌生。一个普通的小学生都可以给你说出一大串素数来:2、3、5、7、11……不过,你能数到多少个素数,一个多大的素数呢?两位美国教授日前宣布,他们找到了一个新的素数,创造了最大素数的新纪录:它有9152052位。但是这个素数可没法在这里完整地写出来,因为即便按照两个数字算一个汉字的格式排版,报纸一个版面算8000个字的话,它就得印上570多页!
素数研究推动学科发展
不过,好在科学家早就给这样的大素数找到了一个完美而又简洁的表达方法,借助于这一方法,我们可以将它表述为2的30402457次方减1。而所有类似于这样2的p次方减1的素数,我们都将它称为梅森素数。
人们都知道,数学上的定义是,如果一个自然数只有1和它本身可以整除它,那么这个数就是素数,如果一个比1大的自然数不是素数,我们就叫它合数。1既不是素数,也不是合数。研究素数可能并不能给我们带来什么直接的实际利益,但作为数论中最基本的课题之一,对素数的研究却一直在许多方面推动着一些学科不断向前发展。
围绕素数的美妙数学题
早在公元前300年的古希腊时代,伟大的数学家欧几里德就证明了存在着无穷多个素数。之后的2000多年以来,诞生了许多围绕素数的美妙数学问题,例如有数学皇冠上的明珠之称的哥德巴赫猜想:任何一个大于6的偶数,都能表示为两个奇素数之和。
1644年,法国神父梅森(Marin Mersenne)发表了一个关于形式为2p-1的数与素数关系的结论,尽管之中有些错误,但是如今我们还是将这类形式的素数按照他的名字命名为梅森素数。1995年,一个名叫乔治·沃特曼的程序设计师编制了一个梅森素数寻找程序,并把它放在网页上供数学爱好者免费使用。这就是“互联网梅森素数大搜索(GIMPS)”计划。而借助于近年来开始流行的网上分布式计算,即将一个具有庞大计算量的问题分解成若干个小部分通过网络交由许多计算机进行处理,最后再汇总结果的方式,参加GIMPS的队伍逐渐庞大起来。
前年5月30日,一位美国人发现了第41个素数,即2的24036583次方减一;去年2月18日,一名德国眼科医生则发现了第42个梅森素数,2的25964951次方减一,它有着7816230位。
700台电脑计算出结果
此次获得第43个梅森素数的美国中密苏里州立大学的柯蒂斯·库珀和史蒂文·布诺两位教授介绍说,他们是借助于大约700台电脑经过长期联合计算才获得了这一结果,这大概相当于一台普通电脑连续计算上4500年的运算量。而实际上,如今加入GIMPS队伍的电脑已经达到了7万台,其并行运算能力,则达到了每秒180亿次。
怎么样,你是否对这样的大搜索也感兴趣呢?那就去www.mersenne.org网站上下载个程序,加入这个队伍吧!记住,这可是有奖的:发现第一个超过100万位的素数的人,可获得5万美金;超过1000万位,10万美元;超过1亿位,15万美元;超过10亿位,25万美元……不过需要提醒的是,获奖概率大概只比彩票稍高一点而已! 本报通讯员 潘治