梅森素数
中国梅森素数寻找(CMPLU)第一号发布:在第48号和第49号梅森素数中间可能有未被发现的新的梅森素数。观察从第1号到第51号(目前最后)梅森素数,统计经验告诉我:在M60000011到M69999989间大概率存在至少一个梅森素数!这期间共有555948个梅森数。
CMPLU第二号发布:经过个人电脑大约(900h+1766h)/5 小时 运行,发现M60000011不是梅森素数,它有一个质因数3000000551!位于质数表中第144449563位。
梅森素数是什么
人们为什么如此热衷于寻找梅森素数?自古希腊时代直至17世纪,探寻梅森素数的意义似乎只是为了完全数。但自梅森提出其著名断言以来,特别是欧拉证明了欧几里得关于偶完全数定理的逆定理以来,完全数也仅仅是梅森素数的一种“副产品”了。寻找梅森素数是发现已知最大素数的最有效途径,自欧拉证明M31为当时最大的素数以来,在发现已知最大素数的世界性竞赛中,梅森素数几乎囊括了全部冠军。
1996年初,美国数学家及程序设计师沃特曼编制了一个梅森素数计算程序,并把它放在网页上供数学家和数学爱好者免费使用,这就是闻名世界的“因特网梅森素数大搜索”—GIMPS项目。该项目采取网格计算方式,利用大量普通计算机的闲置时间来获得相当于超级计算机的运算能力。现在只要去GIMPS的主页下载一个免费程序,就可以立即参加GIMPS项目来搜寻梅森素数。目前,世界上有190多个国家和地区的近60万人参加GIMPS这一国际合作项目。
素数既抽象又具体。打开汽车变速箱,就能看到素数,互相咬合的大小齿轮,齿数被设计成互质的,多样化咬合齿的搭配,避免磨损。生物的生命周期也往往是素数,这样与天敌重合的概率最小。
想知道天河二号准确不准确,可以让它验算被发现的梅森素数是不是素数。素数测试程序代码简短,能给出易于检查的答案,当程序在一已知素数上运行时,经快速的数十亿次迭代计算,输出结果将会是TRUE。在研究分布式计算系统时,素数计算是最合适的测试任务。
大素数在加密算法中也有用。目前广泛应用的一种加密算法原理是:一堆素数乘起来得到一个大数很容易,反过来把大数分解成一堆素数就很麻烦,尤其当涉及大素数时。苹果公司拥有专利的克兰达尔发明的“快速椭圆加密系统”,就将梅森素数用于快速加密和解密信息。
第35至第51个梅森素数全部为GIMPS项目参与者发现,其中第47至第51个之间还未确定是否有其它梅森素数。