哥德巴赫猜想、黎曼猜想等都與質數有關,人類為何對質數如此鍾情

質數又稱素數,是因數只有1和它本身的數。質數的定義其實並不難,小學五年級的孩子就知道。然而,與質數有關的猜想,人類已經研究了幾千年。

哥德巴赫猜想、黎曼猜想等都與質數有關,人類為何對質數如此鍾情

最著名除了哥德巴赫猜想、黎曼猜想外,還有孿生素數猜想、梅森素數猜想、ABC猜想等,這些猜想本身並不難理解,例如哥德巴赫猜想:一個較大的偶數都可以表示為兩個質數的和,相信小學五年級的小朋友都明白;表面上簡單但想要證明卻難倒了世界上無數數學家,這些問題很多至今都沒有證明出來。

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素數螺旋


人們不禁對此產生了巨大的疑問,研究這麼多猜想有什麼用呢?例如孿生素數,研究得再好有什麼意義嗎?完全找不到質數研究的意義嘛,為啥人類還要花幾百年甚至幾千年的時間來證明這些猜想呢?

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其實這是大多數人的想法,因為大多數人對這些猜想肯定是水平不夠的,不理解肯定是情有可言的。在實際生活中,質數的應用目前主要用於密碼領域,例如銀行存儲、股票交易都需要不容易破解的密碼,還有諸如軍事通訊、郵箱、網站等,都需要應用質數的相關特徵;近年來的比特幣的交易機制也離不開質數,如果能夠破解質數分佈的規律,那密碼學得重新改寫。從這個角度看,質數還是有研究價值的。

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​從數學的發展來看,它一般都會遠超當時的科學技術;現在對質數的研究可能不會立刻體現的科技領域和實際生活之中,但是十年後甚至幾十年後說不定就能大量應用上了。著名的黎曼猜想,與它為前提的定理或結論就多達1000多條,如果能夠證實或者被證偽,對數學本身的發展也是有巨大意義的。數學的應用本身常常是柳暗花明的,就像當初發現無理數、虛數一樣,當時並沒有發現有什麼意義或者作用,但是從目前來講卻是人類進步中的重要環節。


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