TA的每日心情 | 开心 2016-12-9 18:18 |
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这孩子就是:质数(prime number)又称素数,有无限个。除了1和它本身以外不再有其他的除数整除。根据算术基本定理,每一个比1大的整数,要么本身是一个质数,要么可以写成一系列质数的乘积,最小的质数是2。
在纯数学领域,对于质数的研究有着非常长的历史。
最早的对于质数的研究可以追溯到古希腊时代。
對質數有過具體研究的最早倖存紀錄來自古希臘。公元前300年左右的《幾何原本》包含與質數有關的重要定理,如有無限多個質數,以及算術基本定理。歐幾里得亦展示如何從梅森質數建構出完全數。
Ref: https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%B4%A0%E6%95%B0 from Wikipedia
和质数相关的问题有很多,几个非常著名的数学定理与猜想都与质数有关 ,比如哥德巴赫猜想,黎曼猜想,孪生质数猜想等等。很多数学家做了大量这方面的工作,有的甚至在质数的问题上耗费了一生的心血。
1951年之后,由于大型计算机的应用,人们开始能够寻找到更大的质数。但你可能会想,花这么大心思找这些质数到底有啥屌用?其实,在当时,确实就是没什么屌用——长期以来,质数被认为在纯数学以外的地方几乎没有什么应用价值。
直到1977年。
三个天才 Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman一起发明了公开秘钥加密(RSA)。
Source: The RSA Algorithm
RSA基本上可以算是网络时代通信最重要的基石了,几乎可以这么说,没有RSA,就没有网络通信安全的保证,也就没有现在如此繁荣的网络时代。
而RSA加密算法的基础就是质数一个最基本的性质:
任一大于1的自然数,要么本身是质数,要么可以分解为几个质数之积,且这种分解是唯一的。
具体的RSA算法就不做过多解释了,网上很多相关资料。
RSA出现了之后,在纯数学领域中延续了几千年的质数研究,一下子进入到了现代应用密码学的方方面面,也成为了情报理论中最重要的研究方向之一。
当然,现在还有一些其他领域关于质数的应用:
比如在设计汽车变速箱齿轮的时候,相邻的两个大小齿轮齿数最好设计成质数,以增加两齿轮内两个相同的齿相遇啮合次数的最小公倍数,可增强耐用度减少故障;在害虫的生物生长周期与杀虫剂使用之间的关系上,杀虫剂的质数次数的使用也得到了证明——实验表明,质数次数地使用杀虫剂是最合理的:都是使用在害虫繁殖的高潮期,而且害虫很难产生抗药性;以质数形式无规律变化的导弹和鱼雷可以使敌人不易拦截。
之前提“纯科学”,对质数的研究也算这一类。我觉得这种纯粹的探索精神,或者说浮士德精神,是人类文明之所以能发展到如此繁荣的一个重要原因。
正因如此,当一个社会只崇尚实用,摒弃纯粹的探索精神的时候,他们虽然可以抓住现在的机遇,但是却放弃了未来的无限可能性。
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