梅森素数的应用是什么？

1. 梅森素数的应用是什么？

自古希腊时代直至17世纪，人们探寻梅森素数的意义似乎只是为了探寻完全数。但自梅森提出著名断言以来，特别是欧拉证明了欧几里得关于完全书的定理的逆定理以来，完全数已仅仅是梅森素数的一种“副产品”了。 探寻梅森素数在现代已有十分丰富的意义。探寻梅森素数是发现已知最大素数的最有效的途径，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争中，梅森素数几乎囊括了全部冠军。 探寻梅森素数是测试计算机运算速度及其他功能的有力手段。如M 1257787就是1996年9月美国克雷公司在测试其最新超级计算机的运算速度时得到的。梅森素数在推动计算机功能改进方面发挥了独特作用。发现梅森素数不仅仅需要高功能的计算机，它还需要素数判别和数值计算的理论与方法以及高超巧妙的程序设计技术等等，因而他还推动了“数学皇后”——数论得发展，促进了计算数学、程序设计技术的发展。 由于探寻梅森素数需要多种学科的支持，也由于发现新的“最大素数”所引起的国际影响，因而使得对于梅森素数的探寻能力已在某种意义上标志着一个国家的科学技术水平，而不仅仅是代表数学的研究水平。从各国各种传媒（而不仅仅是学术刊物）争相报道新的梅森素数的发现，也可清楚地看到这一点。 梅森素数在实用领域也有用武之地。现在人们已经大素数用于现代密码设计领域，其原理是：将一个很大的数分解成若干素数的乘积非常困难，但将几个素数相乘却相对容易得多。在这种密码设计中，需要使用较大的素数，素数越大，密码被破译的可能性就越小。 探寻梅森素数最新的意义是，它促进了分布式计算技术的发展。从最新的8个梅森素数时GIMPS项目中发现这一事实，我们已可以想象到网格（Grid）的威力。分布式计算技术使得用大量普通计算机去做本来要用超级计算机才能完成的项目成为可能，这是一个前景非常广阔的领域。

2. 梅森素数的寻找历程

2300多年来，人类仅发现49个梅森素数，由于这种素数珍奇而迷人，因此被人们誉为 “数海明珠” 。自梅森提出其断言后，人们发现的已知最大素数几乎都是梅森素数，因此寻找新的梅森素数的历程也就几乎等同于寻找新的最大素数的历程。梅森素数的探寻难度极大，它不仅需要高深的理论和纯熟的技巧，而且需要进行艰苦的计算。 在计算能力低下的公元前，人们仅知道四个2p－1型素数：3、7、31和127，发现人已无从考证。1456年，又一个没有留下姓名的人在其手稿中给出了第5个2p－1型素数：8191。而在梅森之前，意大利数学家卡塔尔迪（1548～1626）也对这种类型的素数进行了整理，他在1588年提出 和 也是素数，由此成为第一个在发现者榜单上留名的人。手算笔录的时代，每前进一步，都显得格外艰难。1772年，在卡塔尔迪之后近200年，瑞士数学家欧拉（1707～1783）在双目失明的情况下，靠心算证明了 是一个素数。这是人们找到的第8个梅森素数，它共有10位数，堪称当时世界上已知的最大素数。欧拉还证明了欧几里得关于完全数定理的逆定理：所有的偶完全数都具有 2p－1（2p－1）的形式，其中2p－1是素数。这表明梅森素数和偶完全数是一一对应的。100年后，法国数学家卢卡斯（1842～1891）提出了一个用来判别Mp是否为素数的重要定理——卢卡斯定理，为梅森素数的研究提供了有力的工具。1876年，卢卡斯证明 是素数，这是人们靠手工计算发现的最大梅森素数，长达39位。1883年，俄国数学家波佛辛（1827～1900）利用卢卡斯定理证明了 也是素数——这是梅森漏掉的。梅森还漏掉另外两个素数： 和 ，它们分别在1911年与1914年被数学家鲍尔斯（1875～1952）发现。卢卡斯第一个否定了 “M67为素数” 这一自梅森断言以来一直被人们相信的结论，但他未能找到其因子。直到1903年，才由数学家科尔（1861～1926）算出267－1=193707721×761838257287。1922年，数学家克莱契克（1882～1957）进一步验证了M257并不是素数，而是合数。在手工计算的漫长年代里，人们历尽艰辛，一共只找到12个梅森素数。 20世纪30年代，美国数学家莱默（1905～1991）改进了卢卡斯的工作，给出了一个针对Mp的新的素性测试方法，即卢卡斯-莱默检验法：Mp>3是素数当且仅当Lp－2=0，其中L0=4，Ln+1=（Ln2 －2）modMp。这一方法在 “计算机时代” 发挥了重要作用。1952年，美国数学家鲁滨逊（1911～1995）在莱默指导下将此方法编译成计算机程序，使用SWAC型计算机在几个月内，就找到了5个梅森素数： 、 、 、 和 。其后， 在1957年被黎塞尔（1929～ 2014）证明是素数； 和 在1961年被赫维兹（1937～ ）证明是素数。1963年，美国数学家吉里斯（1928～1975）证明 和 是素数。1963年6月2日晚上8点，第23个梅森素数 通过大型计算机被找到。发现这一素数的美国伊利诺伊大学数学系全体师生感到无比骄傲，以致于把所有从系里发出的信件都敲上了 “211213－1是个素数” 的邮戳。超级计算机的引入加快了梅森素数的寻找步伐，但随着指数p值的增大，每一个梅森素数的产生反而更加艰难。1971年3月4日晚，塔克曼（1915～2002）使用IBM360-91型计算机找到新的梅森素数 。而到1978年10月，世界几乎所有的大新闻机构（包括中国的新华社）都报道了以下消息：两名年仅18岁的美国高中生诺尔（1960～ ）和尼科尔使用Cyber-174型计算机找到了第25个梅森素数 。1979年2月，诺尔又独自发现第26个梅森素数 。伴随数学理论的改善，为寻找梅森素数而使用的计算机也越来越强大，包括了著名的IBM360型计算机和超级计算机Cray系列。1979年4月，史洛温斯基使用Cray-1型计算机找到梅森素数 。使用经过改进的Cray-XMP型计算机在1982年至1985年间找到了3个梅森素数： 、 和 。但他未能确定M86243和M216091之间是否有异于M132049的梅森素数。1988年，科尔魁特和韦尔什使用NEC-SX2型超高速并行计算机果然发现 。沉寂4年之后，哈威尔实验室（英国原子能技术权威机构）的一个研究小组宣布他们找到梅森素数 。1994年1月10日，史洛温斯基和盖奇再次夺回发现已知最大素数的桂冠——这一素数是 。而下一个梅森素数 仍是他们的成果，史洛温斯基由于发现7个梅森素数，而被人们誉为 “素数大王” 。1996年发现的M1257787是迄今为止最后一个由超级计算机发现的梅森素数，数学家使用了Cray-T94，这也是人类发现的第34个梅森素数。 使用超级计算机寻找梅森素数实在太昂贵了，而且可以参与的人也有限，网格这一崭新技术的出现使梅森素数的搜寻又重新回到了 “人人参与” 的大众时代。20世纪90年代中后期，在美国程序设计师沃特曼和库尔沃斯基等人的共同努力下，建立了世界上第一个基于互联网的分布式计算项目——因特网梅森素数大搜索（GIMPS）。人们只要在GIMPS的主页上下载一个计算梅森素数的免费程序，就可以立即参加该项目来搜寻新的梅森素数。1996年至1998年，GIMPS找到了3个梅森素数： 、 和 ，其发现者来自法国、英国和美国。1999年6月1日，美国密歇根州普利茅茨的数学爱好者哈吉拉特瓦拉通过GIMPS项目找到第38个梅森素数 ，这是20世纪发现的最后一个梅森素数，也是人们知道的第一个超过100万位的素数。如果把它写下来的话，共有2098960位数字。进入21世纪，随着个人计算机的进一步普及和计算速度的提升，人们又找到不少更大的梅森素数。加拿大志愿者卡梅伦在2001年11月找到 ，拉开了新世纪寻找梅森素数的序幕。 此后在2003年至2006年间，GIMPS又相继发现5个梅森素数： 、 、 、 和 ，最大素数纪录离1000万位大关越来越近。     2008年8月23日，美国加州大学洛杉矶分校的计算机专家史密斯终于发现超过1000万位的梅森素数 。 它有12978189位数，如果用普通字号将这个巨数连续打印下来，它的长度可超过50公里！这一成就被美国的《时代》杂志评为 “2008年度50项最佳发明” 之一，排名在第29位。 此后一年内，又有两个1000万位以上的梅森素数被德国和挪威的志愿者先后找出。   距史密斯的发现仅相隔两个星期，而2009年4月找到的 与史密斯发现的素数相比 “仅” 相差14万位数。2013年1月，美国中央密苏里大学数学教授柯蒂斯·库珀领导的研究小组发现了第48个梅森素数 。 这一发现被英国《新科学家》周刊评为当年自然科学十大突破之一。 2016年1月7日，库珀又发现第49个梅森素数 274207281－1。这个超大素数有22338618位，是目前已知的最大素数。这已是库珀第四次通过GIMPS项目发现新的梅森素数。

3. 梅森素数的梅森素数表

至2016年1月，已经发现49个梅森素数，并且确定M32582657位于梅森素数序列中的第44位。 现把它们的数值、位数、发现时间、发现者等列表如下： 序号p位数发现时间发现者国家  1,398,269420,9211996 / 11 / 13GIMPS / Joel Armengaud法国  2,976,221895,9321997 / 08 / 24GIMPS / Gordon Spence英国  3,021,377  909,5261998 / 01 / 27GIMPS / Roland Clarkson美国  6,972,5932,098,9601999 / 06 / 01GIMPS / Nayan Hajratwala  美国  13,466,9174,053,9462001 / 11 / 14GIMPS / Michael Cameron  加拿大  20,996,0116,320,4302003 / 11 / 17GIMPS / Michael Shafer美国  24,036,5837,235,7332004 / 05 / 15GIMPS / Josh Findley美国  25,964,9517,816,2302005 / 02 / 18GIMPS / Martin Nowak德国  30,402,4579,152,0522005 / 12 / 15GIMPS / Curtis Cooper & Steven Boone美国  32,582,6579,808,3582006 / 09 / 04GIMPS / Curtis Cooper & Steven Boone美国45*37,156,66711,185,272  2008 / 09 / 06GIMPS / Hans-Michael Elvenich  德国46*42,643,80112,837,0642009 / 04 / 12GIMPS / Odd Magnar Strindmo  挪威47*43,112,60912,978,1892008 / 08 / 23  GIMPS / Edson Smith美国48*  57,885,16117,425,1702013 / 01 / 25GIMPS / Curtis Cooper美国49*  74,207,28122,338,6182016 / 01 / 07GIMPS / Curtis Cooper美国注：　　1. 各表分别列出人工、借助计算机以及通过GIMPS项目发现的梅森素数。　　2. 目前还不确定在M44和M49之间是否还存在未知的梅森素数，其后的序号用 * 标出。　　3. 后两表梅森素数的数值从略。

4. 梅森素数的大事记

公元前4世纪，古希腊数学家欧几里得在《几何原本》第九章中论述了完全数与2p－1型素数的关系，并提出有少量素数可表示成2p－1（p为素数）的形式，由此开创了研究2p－1型素数的先河。  15世纪，发现第5个2p－1型素数。  16世纪，意大利数学家卡塔尔迪开始对此类素数进行整理。  17世纪，法国数学家马林·梅森的工作成为2p－1型素数研究的转折点和里程碑之一，“梅森素数” 也由此得名。  18世纪，瑞士数学家欧拉证明了完全数定理的逆定理，并心算出第8个梅森素数M31，是当时已知的最大素数。  19世纪70年代，法国数学家卢卡斯提出了一个用来判别Mp是否为素数的重要定理——卢卡斯定理，并证明了M127是一个素数。卢卡斯的工作为梅森素数的研究提供了有力的工具。  19世纪末至20世纪初，数学家利用卢卡斯定理又陆续证明M61、M89、M107是素数。人类在 “手算笔录时代” 共发现12个梅森素数。  20世纪30年代，美国数学家莱默改进了卢卡斯的工作，给出了一个针对Mp的新的素性测试方法，即卢卡斯-莱默检验法。此方法在 “计算机时代” 发挥了重要作用，时至今日仍是检测梅森数素性的最佳方法。  电子计算机的发明革命化的改进了梅森素数的寻找，仅在1952年就找到5个梅森素数。此后为寻找梅森素数而使用的计算机功能也越来越强大。  1992年，中国学者周海中提出了一个关于梅森素数分布的猜想，并首次给出其分布的精确表达式。这一猜想在国际数学界引起较大反响，被命名为 “周氏猜测” 。  1996年，著名的 “因特网梅森素数大搜索”（GIMPS）项目建立，加快了寻找更大梅森素数的进程。  1999年3月，美国电子前沿基金会（EFF）向全世界宣布了为寻找更大的梅森素数而设立的奖金。至2008年8月，已发现超过1000万位的梅森素数。

5. 目前人类已经找到了多少个梅森素数

截止2016年1月20日，
人类已经发现第49个梅森素数 ，大小为2^74207281-1（被称为M74207281），为美国州立中密苏里大学柯蒂斯·库珀（Curtis Cooper）通过GIMPS项目发现的，是目前人类发现的最大梅森素数，有22338618位。

6. 什么是素数？

质数（prime number）又称素数。一个大于1的自然数，除了1和它自身外，不能被其他自然数整除的数叫做质数；否则称为合数。
数目计算
整个素数是无穷的，但还会有“100，000以下有多少个素数”、“一个随机的100位数多大可能是素数”的问题。素数定理可以回答此问题。
1、在一个大于1的数a和它的2倍之间（即区间（a, 2a]中）必存在至少一个素数。
2、存在任意长度的素数等差数列。
3、一个偶数可以写成两个合数之和，其中每一个合数都最多只有9个质因数。（挪威数学家布朗，1920年）
4、一个偶数必定可以写成一个质数加上一个合成数，其中合数的因子个数有上界。（瑞尼，1948年）
5、一个偶数必定可以写成一个质数加上一个最多由5个因子所组成的合成数。后来，有人简称这结果为 （1 + 5）（中国潘承洞，1968年）
6、一个充分大偶数必定可以写成一个素数加上一个最多由2个质因子所组成的合成数。简称为 （1 + 2）

扩展资料
素数的应用
1、质数被利用在密码学上，所谓的公钥就是将想要传递的信息在编码时加入质数，编码之后传送给收信人，任何人收到此信息后，若没有此收信人所拥有的密钥，则解密的过程中（实为寻找素数的过程），将会因为找质数的过程（分解质因数）过久，使即使取得信息也会无意义。
2、在汽车变速箱齿轮的设计上，相邻的两个大小齿轮齿数设计成质数，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。
3、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。
4、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。
5、多数生物的生命周期也是质数（单位为年），这样可以最大程度地减少碰见天敌的机会。
参考资料来源：百度百科-质数

7. 急需知道2的8191次方减1是不是梅森素数？

　时至今日止，人们已经发现了47个梅森素数，并且确定M20996011位于梅森素数序列中的第40位。现把它们列表如下： 　　 #nMnMn的位数发现日期发现者1231古代古人2371古代古人35312古代古人471273古代古人513819141456年无名氏61713107161588年Cataldi71952428761588年Cataldi8312147483647101772年欧拉9612305843009213693951191883年Pervushin1089618970019…449562111271911年Powers11107162259276…010288127331914年Powers12127170141183…884105727391876年卢卡斯13521686479766…1150571511571952年1月30日Robinson14607531137992…0317281271831952年1月30日Robinson151,279104079321…1687290873861952年6月25日Robinson162,203147597991…6977710076641952年10月7日Robinson172,281446087557…1328363516871952年10月9日Robinson183,217259117086…9093150719691957年9月8日Riesel194,253190797007…3504849911,2811961年11月3日Hurwitz204,423285542542…6085806071,3321961年11月3日Hurwitz219,689478220278…2257541112,9171963年5月11日Gillies229,941346088282…7894635512,9931963年5月16日Gillies2311,213281411201…6963921913,3761963年6月2日Gillies2419,937431542479…9680414716,0021971年3月4日布莱恩特·塔克曼2521,701448679166…5118827516,5331978年10月30日Noll & Nickel2623,209402874115…7792645116,9871979年2月9日Noll2744,497854509824…01122867113,3951979年4月8日Nelson & Slowinski2886,243536927995…43343820725,9621982年9月25日Slowinski29110,503521928313…46551500733,2651988年1月28日Colquitt & Welsh30132,049512740276…73006131139,7511983年9月20日Slowinski31216,091746093103…81552844765,0501985年9月6日Slowinski32756,839174135906…544677887227,8321992年2月19日Slowinski & Gage33859,433129498125…500142591258,7161994年1月10日Slowinski & Gage341,257,787412245773…089366527378,6321996年9月3日Slowinski & Gage351,398,269814717564…451315711420,9211996年11月13日GIMPS／Joel Armengaud362,976,221623340076…729201151895,9321997年8月24日GIMPS／Gordon Spence373,021,377127411683…024694271909,5261998年1月27日GIMPS／Roland Clarkson386,972,593437075744…9241937912,098,9601999年6月1日GIMPS／Nayan Hajratwala3913,466,917924947738…2562590714,053,9462001年11月14日GIMPS／Michael Cameron40*20,996,011125976895…8556820476,320,4302003年11月17日GIMPS／Michael Shafer41*24,036,583299410429…7339694077,235,7332004年5月15日GIMPS／Josh Findley42*25,964,951122164630…5770772477,816,2302005年2月18日GIMPS／Martin Nowak43*30,402,457315416475…6529438719,152,0522005年12月15日GIMPS／Curtis Cooper及Steven Boone44*32,582,657124575026…0539678719,808,3582006年9月4日GIMPS／Curtis Cooper及Steven Boone45*37,156,667202254406…30822092711,185,2722008年9月6日GIMPS／Hans-Michael Elvenich46*42,643,801169873516…56231475112,837,0642009年4月12日GIMPS／Odd M. Strindmo47*43,112,609316470269…69715251112,978,1892008年8月23日GIMPS／Edson Smith由上表可见，梅森素数的分布极不规则。我们甚至可以看到，连找到梅森素数的时间分布都极不规则，有时许多年未能找到一个，而有时则一下找到好几个。

8. 吸入气球里的气能变声么

肯定是会变声的了
要回答这个问题
你必须知道什么是素数
之后慢慢找