數學家研究的素數對人類生活有什麼用

2021-03-04 06:02:28 字數 2913 閱讀 4150

1樓:匿名使用者

素數也叫質數,大家在小學時就學過,就是隻能被1和它本身整除的數,例如2,3,5,7,11,13,17,19,23等。這原本是一個非常簡單的概念,但許多數學家卻對素數情有獨鍾,廢寢忘食地研究這些素數之間的規律和最大素數。

黃色的素數

目前已知最大的素數是(2的82589933次)-1,這個數字的位數將近2500萬位,在2023年由帕特里克·拉羅什發現;日本的一家出版社為了紀念此前,2023年時發現的最大素數,還出版了一本書,名字就叫最大的素數,全書的內容就是一串數字,4天時間賣到脫銷;美國也曾有科研機構懸賞10萬美元,尋求更大的素數。

很多讀者有疑惑:純粹研究這些數字既不能讓百姓吃飽飯,對我們生活也沒影響,並且歐幾里得在他的《幾何原本》中也證明,素數是無限多的,那研究素數有什麼意義呢?素數最主要的應用在密碼學-rsa加密,它在網路安全領域中相當重要,利用素數對資訊進行加密可以保護國家情報和戰時的軍事機密,使安全性大大提高。

舉個例子,數字60我們可以將它分解成2×30,而30又可以分解成2×3×5,也就是說數字60可以由2,3,5這幾個素數構成,這幾個數字是不能繼續分解的,整個過程被稱為60的質因數分解。根據這個道理,如果將幾個極大的素數a,b,c相乘,得到數字a。對於一個不知道任何資訊的外部人員來說,想要對a質因數分解是相當困難的,重點是數學界也沒有找到對極大數的快速質因數分解的演算法。

所以在戰爭時期,重要資訊加入大量素數進行加密,哪怕被敵方截獲也無法破解獲得真實情報。對於素數的獲取,數學家考慮從毫無規律的圓周率中尋找,生成拼接素數,產生真正完全的隨機數字。這比電腦產生的隨機數字都安全,畢竟電腦也是由程式設計出來的,產生的隨機數其實並非真正的隨機數。

看似與我們生活毫不相關的素數,其實時刻都在保護****。素數之間的分佈規律也有其它用處,例如機械齒輪的齒數,一大一小兩個齒輪之間的設計和素數有很大關係。大小齒輪的齒數都是素數,可以增加兩齒輪內兩個相同的齒相遇次數的最小公倍數,說的簡單一些就是能使磨損更均勻一些,可以增加耐用度減少機械故障,汽車齒輪的齒數就是按照這個規律設計的,這和人類生活緊密相關。

素數與生物

從實踐中發現,農藥的使用週期以素數次數的使用最為合理。這考慮了害蟲體內產生的抗藥性、害蟲的繁殖週期、噴灑農藥後害蟲對農作物的損害情況等綜合考慮的結果。科學家還發現許多物種的生命週期和素數有一定關係,如果某地需要引進新物種,就必須降低此物種和天敵相遇的機率,就需要提前通過生命週期和素數的關係進行演算。

2樓:虛顏

當然有用,雖然不能用來買菜,還是有很高的價值。

3樓:青檸奶捲

素數最主要的應用在密碼學-rsa加密,它在網路安全領域中相當重要,利用素數對資訊進行加密可以保護國家情報和戰時的軍事機密,使安全性大大提高。

4樓:初為霓裳

素數與資訊保安還是有很大關係的,利用素數對資訊進行加密不容易被破解。

5樓:12色的油畫棒

數學家研究的素數可以發現數字之間的規律,從而可以用這些規律來書寫一些機密性的檔案,並且只有相關的人物才可以看得懂。

6樓:樓蘭and破

其實素數和人們的生活息息相關,小到我們用的密碼,農藥的使用週期,大到國家的軍事機密,這個都是按照素數來組合而成的。

科學質數的發展對我們有什麼好處?

7樓:匿名使用者

關於哥德**猜想的難度我就不想再說什麼了,我要說一下為什麼現代數學界對哥德**猜想

的興趣不大,以及為什麼中國有很多所謂的民間數學家對哥德**猜想研究興趣很大.

事實上,在2023年,偉大的數學家希爾伯特在世界數學家大會上作了一篇報告,提出了23個挑戰性的問題.哥德**猜想是第八個問題的一個子問題,這個問題還包含了黎曼猜想和孿生素數猜想.現代數學界中普遍認為最有價值的是廣義黎曼猜想,若黎曼猜想能夠成立,很多問題就都有了答案,而哥德**猜想和孿生素數猜想相對來說比較孤立,若單純的解決了這兩個問題,對其他問題的解決意義不是很大.

所以數學家傾向於在解決其它的更有價值的問題的同時,發現一些新的理論或新的工具,「順便」解決哥德**猜想.

為什麼民間數學家們如此醉心於哥猜,而不關心黎曼猜想之類的更有意義的問題呢?一個重要的原因就是,黎曼猜想對於沒有學過數學的人來說,想讀明白是什麼意思都很困難.而哥德**猜想對於小學生來說都能讀懂.

數學界普遍認為,這兩個問題的難度不相上下.民間數學家解決哥德**猜想大多是在用初等數學來解決問題,一般認為,初等數學無法解決哥德**猜想.退一步講,即使那天有一個牛人,在初等數學框架下解決了哥德**猜想,有什麼意義呢?

這樣解決,恐怕和做了一道數學課的習題的意義差不多了.

當年柏努力兄弟向數學界提出挑戰,提出了最速降線的問題.牛頓用非凡的微積分技巧解出了最速降線方程,約翰·柏努力用光學的辦法巧妙的也解出最速降線方程,雅克布·柏努力用比較麻煩的辦法解決了這個問題.雖然雅克布的方法最複雜,但是在他的方法上發展出瞭解決這類問題的普遍辦法——變分法.

現在來看,雅克布的方法是最有意義和價值的. 同樣,當年希爾伯特曾經宣稱自己解決了費爾馬大定理,但卻不公佈自己的方法.別人問他為什麼,他回答說:

「這是一隻下金蛋的雞,我為什麼要殺掉它?」的確,在解決費爾馬大定理的歷程中,很多有用的數學工具得到了進一步發展,如橢圓曲線、模形式等.

所以,現代數學界在努力的研究新的

8樓:阿雲

當年柏努力兄弟向數學界提出挑戰,提出了最速降線的問題.牛頓用非凡的微積分技巧解出了最速降線方程,約翰·柏努力用光學的辦法巧妙的也解出最速降線方程,雅克布·柏努力用比較麻煩的辦法解決了這個問題.雖然雅克布的方法最複雜,但是在他的方法上發展出瞭解決這類問題的普遍辦法——變分法.

現在來看,雅克布的方法是最有意義和價值的. 同樣,當年希爾伯特曾經宣稱自己解決了費爾馬大定理,但卻不公佈自己的方法.別人問他為什麼,他回答說:

「這是一隻下金蛋的雞,我為什麼要殺掉它?」的確,在解決費爾馬大定理的歷程中,很多有用的數學工具得到了進一步發展,如橢圓曲線、模形式等.

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