什么是素数?数学家为什么对它们感兴趣
什么是素数?数学家为什么对它们感兴致
孤僻的旅者--素数
多少学生面对数学时那是“数学虐我千百遍,我待数学如初恋”,有的学生甚至看到数字就头晕眼花。然而有1种数,1直是数学家们研究的香饽饽,多少数学家为了它是夜不能寐,“孤”枕难眠啊,是“数学中的女皇”,既简单得小学生都懂,又难倒无数天才,它就是---素数。
“素数又称质数,1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喊做质数,否则称为合数”。比如说3、5、7就是素数,因为他们称心自然数(自然数集是全体非负整数组成的聚集,常用 N 来表达 。它有无穷无尽的个数)并且大于1且除其他数的时候结果不可能为整数。
1.素数的性质质数(素数)有很多性质我们先简单列举其中几条:
1. 素数的约数只有1和它自己,再也找不出第3个;
2. 在自然数中每1个大于1 的数,要么本身是质数,要么就可以分解为几个质数之积,
并且这种分解是唯1的;
3. 素数有无穷多个;
2.素数的使用
为什么科学家们这么热衷于觅觅素数?1方面,是对于自身理想的追求,孜孜不倦地在数学的高峰上攀登。但另1方面,素数在实际场景当中却体现很大的价值。
1.计算机信息技术中保护通信秘密的“公钥密码”
我们知道,要求两个质数的乘积并不难,但要是给你两个质数的乘积,要你分解成两个质数,在数字稍微大1点的时候,难度就不可思议了。而质数的这1性质使其在密码学中熠熠生辉。
利用该特征进行加密的算法喊做RSA加密算法,于1977年由罗纳德·李维斯特、阿迪·萨莫尔和伦纳德·阿德曼1起提出。当时他们3人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们3人姓氏开头字母拼在1起组成的。RSA加密算法是1种非对称加密算法,它在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。其加密和解密过程如下:1般这样设置的,先是收信人和写信人商定密钥;再次写信人将需传递的信息在编码时加进素数,传送给收信人;最后写信人按照密钥解密。
秘密在于解密的过程其实是1个觅觅素数的过程,但是因为素数本身的复杂特性,使得找素数的过程即(分解质因数)时花费大量时间,从而错过解释信息的最佳时间
可以说素数研究是纯粹数学的精华,也是支撑现代网络经济的基础。我们在网购时,会发送信用卡账号等个人信息。为了防止在此过程中个人信息被盗,必须对这些信息进行加密处理。加密处理正是运用了费马和欧拉等数学家所发现的素数的性质.
2.在工业产品设计的使用在汽车齿轮的设计上相邻的两个大小齿轮齿数设计成质数,也可增强耐用度,从而降低故障发生率。更神异的是因为素数具有无法则 转变的特征,所以以素数形式转变的导弹及鱼雷,不易被敌人拦截。
3. 生物领域
北美的周期蝉(Magicicada)有着奇异的生命周期。它们要经过1段漫长的时间,每13或17年,才会成群地破土而出。
自17世纪中叶起,科学家就1直对周期蝉的生命周期困惑不已。它们遵循着相同的基本生命周期:幼虫在地底生活13或17年,然后在夏季大量出现。它们爬上树,蜕皮,成长为成虫,然后在短短数周内,成虫相遇、交配、产卵。孵化后,幼虫会回到地底,等待下1个轮回。
为什么是13或者17年,而不是其他数字,而恰好这个数字是素数?当这些周期蝉大量出土繁育时,周期蝉的天敌大食特食,天敌有更多的营养进行繁育,天敌数量将会大大增加。假设天敌是6年才能性成熟,它的后代又要6年之后才会性成熟繁育,因为没有周期蝉食,它们的数量1直是回落的。再假设周期蝉的周期是18年,那么天敌们将在第18年还是大食特食,在这个18年周期内产生了更多的天敌,这样每过18年,天敌的总数不断上涨,周期蝉的数量就越来越少了。同理,周期是16年的周期蝉,很可能会被周期为2、4、8年的天敌食到绝种。而13年蝉和17年蝉刚好避过了这些可能性,因为13和17是素数,除非天敌每年繁育,或者刚好13或17年繁育,否则不可能成为扶助天敌进行繁育。因为13年蝉和17年蝉抉择了素数的生命周期,大幅度降低了扶助天敌繁育的机会,使得自己能够生存到今天。
数学之美,无处不在。就以素数这个特性而言,1方面,人类在计算机的加密算法上,运用到了素数分布的特性;另1方面,大自然按照既定的法则 自然运行,却也产生素数周期的特性,素数周期的生物产生了最大的适应性,实在令人赞颂。这让人联想到,诸如蕴含费波那契数列的松果,具有分形结构的山川河流,与其说这是自然界的神工鬼斧,倒不如说,这是数学法则 幕后主使的结果。
3.素数的猜想
1. 哥德巴赫猜想
它可是全球 近代3大数学难题的其中之1。1742年6月7日哥德巴赫写信给欧拉提出:“随便取某1个奇数可以把它写成3个素数之和”,今日常见陈述为欧拉的版本,即
任1大于2的偶数都可写成两个素数之和。比如77可写成3个素数之和,即77=53+17+7;再比如461,可写成461=449+7+5,也为3个素数之和461=257+199+5,仍然是3个素数之和。
2. 孪生素数猜想
它可是数论中的闻名未解决问题,可以被描述为“存在无穷多个素数p,并且对每个p而言有p+2这个数也是素数”,那么是否存在无穷多的孪生素数?
3.梅森素数
还在研究当中。最早迷上质数的人,有文字资料可查的最早迷上质数的人是欧几里得,他是公元前300多年的人,如果生在中国,大约跟秦王嬴政爷爷的岁数是差不多的,他当时用了1种反证法,证实了质数有无穷多个。
神父兼数学家,喊梅森,他也构造出另外1个公式,这个公式可以说就是2的 p 次方再减1,如果这个p 是质数的话,这个公式算出来的数也是质数,常记为梅森数Mp。如果梅森数是素数,就称为梅森素数。梅森数越大,也就越难出现。目前仅发现51个梅森素数,最大的是M82589933(即2的82589933次方减1),有24862048位数。如果用普通字号将它打印下来,其长度将超过100公里。
4. 黎曼猜想
被认为是数学史上最伟大的猜想,可用来描述质数的分布。它源自黎曼发表的《论小于给定数值的素数的个数》。正如剑桥大学闻名数学家戈弗雷·哈罗德·哈代所说的那样,这些数字之所以是质数,“并不是因为我们认为它们是质数,也不是因为人类特定的思维方式使然,而是因为它们本身就是质数,因为数学现实就是这么构建的”。
新奇 的素数啊,让全球 上的数学家们百思不得其解,又痴迷于其中不可自拔。素数有如此众多知识内涵,如此高贵而神异,不得不感叹,怪不得数学家们对素数这么感兴致。
最后,以匈牙利数学家保罗·埃尔德什的1句名言作为结束: “至少还要再过100万年,我们才可能理解 素数。”
动漫里有哪些让人印象深刻的“数字梗”
在看动漫的时候,经常会有人在弹幕区刷各式各样的“数字”,大家比较熟知的,则是“666”啊或者是“233”这两类较为常见的数字。
但有时候,也会出现“4396”或者是“7777777”这样并非出自动漫的“数字梗”。(话说我自己也逃不了那个男人的意志)
不过,这些都是大家比较常见的了,有关的阐明 网络上都可以查清楚。
在这里就不多阐明 了,来介绍1些其他的“数字梗”吧。
大致可以分为5 类,各为大家介绍1下~
1、“人物特征类”
代表人物:“利威尔·阿克曼”
对应梗:“1米6”
Emmm,“1米6”这个梗吧,想必不用我说大家都懂,这是“利威尔兵长”的专属称号。
至于来源吗,倒也很简单,因为兵长的身高,官方公布就只有1米6!
后来吗……大家就开始疯狂的玩起梗来。
比如什么“空山鸟语后,兵长1米6”“欲穷千里目,兵长1米6”之类的~
话说兵长这个人物,虽然是配角,但还真的是堪称“人气王”。
大家对他的爱啊,真的是如长江1般滔滔不绝……(我还是第1次见到洗衣粉的动漫周边)
2、“口头禅类”
代表人物:“金木研”
对应梗:“1000-7”
这个梗呢,则是出自堪称动漫史上最惨男主的“金木研”了。
在“东京喰种”的剧情中,金木被壁虎(大守8云)挠走,并进行了惨无人道的虐待。
在动漫的12话,壁虎不停地询问金木:“1000-7等于多少”
在金木回答后,再问他“993-7等于多少”,并以此类推,来让金木保持清醒。
不过紧接着的剧情,金木就击败了壁虎,并如法炮制,也让他回答:“1000-7”是多少,并对他进行暴打。(小天使学坏倒是挺快的)
后来,这句话引申到了生活中,就变成了1个人(或者说是懂这个梗的宅男或宅女)生气或是愤怒 的象征。
3、“译名谐音类”
代表人物:“菜月昴”、“两仪式”
代表梗:“486”、“214”
其实译名谐音类应该是动漫的“数字梗”中使用最广泛的1个类别了。
列举的话,可以列举很多出来,所以在这里就简要的分类别介绍1下。
1,中文谐音类:“两仪式”
这个梗来源就很简单了,因为“空之境域”的女主名为“两仪式”,跟数字“214”刚好取了谐音,所以“214”这个梗就这么出现了。
(其实很少人用214代替式姐的名字,因为你不感觉式姐的名字喊起来非常好听吗?)
2,纯粹难打类:“菜月昴”
“486”这1串数字,可以说是动漫人物的谐音里使用最为广泛的了,至于原因吗,我想可能是有两点了。
第1个,是他的名字很难打,也很难找。(甚至不会读的也有)
因此,很多看众就用“菜月昴”的数字谐音“486”,来代替了他的名字,没太多的意思,就是图个方便而已。
第2个,原因也是他的名字很难打,也很难找。(甚至不会读的还是有)
因此,那些“UP主”或者1些“漫评人”,就用“486”这几个数字来代替了“菜月昴”这个名字,没别的意思,也是图个方便罢了。
然后很多看过关于“re:0”的安利或者吐槽之类的视频或文章的漫迷,也跟着别人这样喊了起来,算是1种“跟风”了。(不过不含任何恶意哦~)
4、剧情衍生类
代表番剧:“凉宫春日的忧郁”
对应梗:“15532”
这个“剧情衍生类”其实算是“数字梗”里面最有意思的1种了。
而这个“15532”,则更是有意思,它是京阿尼的1次非常大胆的尝试而产生的梗。
动画“凉宫春日的犹豫”中有1个名为“漫无止境的8月”的章节,1共8集。
让所有人都万万没想到的是,这8集,每集的剧情几乎1模1样。(原作中循环了15532次)
但是各个场景的分镜头却完全不同,不论是从服饰妆扮到片段截取,还是从角色站位到背景音乐,都不同于上1集。
画面截然不同,而剧情却毫无转变,这真可谓是1种相当大胆的尝试。
PS:不信你把同样的作文换换字或词,写考卷上面8次试试。(语文老师分分钟打爆你)
但其实,京阿尼的本意只是为了让看众也体验到SOS团(特别是保存了循环记忆的长门有希)的枯燥罢了。
但就是这个表现形式,太过的震动,太过的大胆,所以就给看众们留下了严重的心理创伤跟心理阴影。(以后每逢凉宫系列有类似的苗头大家就会疯狂的刷15532保平安)
5 、姓名代号类
代表人物:广主席、我大老婆、我2老婆
对应梗:016、02、015
姓名代号类,其实并不能算是“梗”了,不过由于今年“国家队”的讨论度实在太高,因此1些姓名代号也被大家广泛使用,而成为了1种“梗”了。
不过这1类1般并没有什么所谓的“来源”,简单介绍1下就可以。
首先是016了,我们伟大的“广主席”。
然后便是02了,我的大老婆。
最后就是015了,可爱的“莓良心”。
(滑稽保命)