为什么贝克汉姆总是选择23号球衣?为什么数字17是蝉蜕变过程中的关键?17、23……这类质数是人类知识探询过程中一个神秘的不解之谜。近日,英国牛津大学数学系教授Marcus du Sautoy来宁,参加了主题为“数字的旋律与奥秘”的科技咖啡馆活动,还在南京外国语学校现场与学生们互动,引领科技爱好者一起另眼看数字、探索质数的奥秘。
球星多选质数号码的球衣
如同贝克汉姆转到皇马选择了23号球衣一样,Marcus教授给自己选择的球衣号码是17号,并且他还建议自己球队的所有球员都选用质数作为球衣号码。为什么贝克汉姆选择23号球衣?很多英国人都在猜测这个球衣号码背后的寓意,有的人说是因为乔丹是23号球衣,他是最伟大的篮球运动员。有的人从历史上寻找答案,朱力·凯撒是被23刀刺死的,所以选择23号是不吉利的。
在数学家Marcus du Sautoy看来,贝克汉姆选择23号球衣是一个非常明智的选择,代表无人能敌,因为23是一个质数,除了1和它本身,这个数字不能被任何数整除,具有非常的独立性。Marcus du Sautoy说,17、23这类质数在数字世界中的地位,就像原子在氢气和氧气结构中一样关键。质数是数学的基础单元,任何数字都可以通过除以质数得到。不管这个数字有多大,只要不断地把它分开,把几个数相乘,剩下的数就全部都是质数。所以说质数有一点像算术的原子,是数学世界的氢气和氧气。
而且当数学家看到皇家马德里队球衣的时候,发现他们也意识到了质数的意义,因为他们几乎所有球员的球衣都是质数的:卡罗斯3号,齐达内5号,罗纳尔多7号,贝克汉姆来了以后,他也是一个质数的号码——23号。
最早揭开质数奥秘的是蝉
数学家从来没有停止过探索质数规律,而Marcus du Sautoy说,其实最早揭开质数秘密的不是人类,是人们所熟知的小小的蝉,它们早早地将质数的奥秘应用到自己的“生存法则”。
蝉在地下埋藏17年,然后出来寻找食物,生活、交配,然后死去,还有一些物种在地下埋藏13年,有的埋藏7年,然而这些“隐匿”的年份都是质数。
这是一种偶然,还是一种必然? 这些质数年份的隐匿对蝉有什么好处和意义?目前数学界有一种理论是,生命中会有一些捕食者出现,它们一样是有规律生命周期的出现,捕食者试图和蝉选择一样的周期规律,这样就可以把蝉吃掉,而蝉选择一个质数的周期,就可能更多地躲避这些捕食者寻找它们的机会。
举个例来说,有的捕食者每6年出现,蝉每9年出现,那么它们将会在第18年相遇,如果蝉选择7年出现的话,那么它们会在第42年才相遇,自然界的生命早早“寻找”到了质数的应用价值。
目前最大质数1亿3000万位
科学家们认为,质数无穷无尽,然而由于目前没有找到一个公式,因此要找到超大的质数,没有规律可循,就如同“碰彩票一样”。
Marcus du Sautoy说,他目前找到最大的质数是2的43112609次方-1,大概有1亿3000万位数,如果我们要一一写出每一位数的话,需要两个月的时间。
那么如何找到下一个更大的质数呢?Marcus du Sautoy说,搜索最大质数都是一些业余的数学家参与。
去用计算机算找下一个质数并不是很困难,而这么大的质数,到底有哪些实际的用处?Marcus du Sautoy说,这有点像攀登珠穆朗玛峰一样,没有什么特别的意义,但是人们都愿意接受这个挑战,人类想变得更高更快更强,就像跑100米一样,大家总想跑得更快。“质数有很多实际的用处,比如说在互联网上的一些应用,对我来说,我想知道了解所有的质数,并不仅仅是这些小的质数。我想知道在整个世界中,它是如何排列,并且被应用的。”
快报记者 安莹 黄艳
目前最大的质数是2的43112609次方-1
(资料图片)
■相关链接
质数的概念
整数分为两种,一种叫质数,一种叫合数。一个数,如果只能被1和它本身两个数整除,这样的数叫做质数,又称素数。例如(10以内) 2,3,5,7 是质数,而 4,6,8,9 则不是,它们是合数。1既不是质数也不是合数。
质数的奥秘
质数中除2是偶数外,其他都是奇数。
质数的分布是没有规律的,往往让人莫名其妙。
■延伸阅读
哥德巴赫猜想
1742年,德国数学家哥德巴赫提出:每个不小于6的偶数都是两个素数之和(简称“1+1”)的设想,被后人称为“哥德巴赫猜想”。目前利用计算机还只能证明到10的14次方为止哥德巴赫猜想是成立的。
陈氏定理
中国数学家陈景润1973年发表论文《大偶数表为一个素数与不超过两个素数乘积之和》(即“1+2”),把哥德巴赫猜想证明大大推进了一步,国际上称之为“陈氏定理”。