小學(xué)數(shù)學(xué)故事:探尋之旅(二)(2)
來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)資源 文章作者:奧數(shù)網(wǎng)整理 2018-11-10 11:22:46

1930年,美國(guó)數(shù)學(xué)家雷默改進(jìn)了魯卡斯的工作,給出了一個(gè)新的測(cè)試方法,即魯卡斯-雷默方法。很快地,計(jì)算機(jī)時(shí)代到來(lái)了,這一方法發(fā)揮了重要的作用。1952年,數(shù)學(xué)家魯濱遜(Robinson)等人將魯卡斯-雷默方法編譯成計(jì)算機(jī)程序,使用SWAC型計(jì)算機(jī)在短短幾小時(shí)之內(nèi),就發(fā)現(xiàn)了第13個(gè)、第14個(gè),并在當(dāng)年總共找到了5個(gè)梅森素?cái)?shù):M521、M607、M1279、M2203和M2281。
其后,M3217在1957年被黎塞爾(Riesel)證明是素?cái)?shù);M4253和M4423在1961年被赫維茲(Hurwitz)證明是素?cái)?shù)。
1963年,美國(guó)數(shù)學(xué)家吉里斯(Gillies)證明M9689和M9941是素?cái)?shù),這已經(jīng)是第21和22個(gè)梅森素?cái)?shù)。1963年9月6日晚上8點(diǎn),當(dāng)吉里斯通過(guò)大型計(jì)算機(jī)找到第23個(gè)梅森素?cái)?shù)M11213時(shí),美國(guó)廣播公司(ABC)中斷了正常的節(jié)目播放,第一時(shí)間發(fā)布了這一重要消息,發(fā)現(xiàn)這一素?cái)?shù)的美國(guó)伊利諾伊大學(xué)數(shù)學(xué)系全體師生更是激動(dòng)地把所有從系里發(fā)出的信件都敲上了“211213-1是個(gè)素?cái)?shù)”的郵戳。
1971年3月4日晚,美國(guó)哥倫比亞廣播公司(CBS)中斷了正常節(jié)目播放,發(fā)布了布萊恩特?塔克曼(BryantTuckerman)使用IBM360-91型計(jì)算機(jī)找到新的梅森素?cái)?shù)M19937的消息。而到1978年10月,世界幾乎所有的大新聞機(jī)構(gòu)(包括我國(guó)的新華社)都報(bào)道了以下消息:兩名年僅18歲的美國(guó)高中生諾爾(Noll)和尼科爾(Nickel)使用CYBER174型計(jì)算機(jī)找到了第25個(gè)梅森素?cái)?shù):M21701。
超級(jí)計(jì)算機(jī)的引入加快了梅森素?cái)?shù)的尋找腳步,但隨著素?cái)?shù)P值的增大,每一個(gè)梅森素?cái)?shù)的產(chǎn)生都更加艱難,各國(guó)科學(xué)家及業(yè)余研究者們之間的競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈。在1979年2月23日,當(dāng)美國(guó)克雷研究公司的計(jì)算機(jī)專(zhuān)家史洛溫斯基和納爾遜正興致沖沖地宣布他們找到第26個(gè)梅森數(shù)M23209時(shí),有人澆來(lái)一盆冷水:兩星期前美國(guó)加州的高中生諾爾就已經(jīng)給出了同樣結(jié)果。心有不甘的他們又花了一個(gè)半月的時(shí)間“臥薪嘗膽”,使用Cray-1型計(jì)算機(jī)找到了第27個(gè)梅森素?cái)?shù)M44497,這件事成了當(dāng)時(shí)不少報(bào)紙的頭版新聞。
為了與美國(guó)人較量,英國(guó)的哈威爾實(shí)驗(yàn)室也專(zhuān)門(mén)成立了一個(gè)研究小組來(lái)尋找更大的梅森素?cái)?shù)。他們用了兩年時(shí)間,花了12萬(wàn)英鎊的經(jīng)費(fèi),于1992年3月25日找到了新的梅森素?cái)?shù)M756839。但到了1994年1月14日,史洛溫斯基等人為美國(guó)再次奪回發(fā)現(xiàn)“已知最大素?cái)?shù)”的桂冠——這一梅森素?cái)?shù)是M859433。史洛溫斯基本人一共發(fā)現(xiàn)了7個(gè)梅森素?cái)?shù),他因此被人們稱(chēng)為“素?cái)?shù)大王”。
數(shù)學(xué)研究的深入更重于計(jì)算能力的提升,在搜尋梅森素?cái)?shù)的同時(shí),對(duì)梅森素?cái)?shù)的分布規(guī)律的研究也在進(jìn)行著,英、法、印、美、德等國(guó)的數(shù)學(xué)家都曾分別給出過(guò)關(guān)于梅森素?cái)?shù)分布規(guī)律的猜測(cè),但這些猜測(cè)都以近似表達(dá)式給出,而與實(shí)際情況的接近程度均難如人意。中國(guó)數(shù)學(xué)家和語(yǔ)言學(xué)家周海中則是這方面研究的領(lǐng)先者,他運(yùn)用聯(lián)系觀察法和不完全歸納法,于1992年首先給出了梅森素?cái)?shù)分布的精確表達(dá)式。著名的《科學(xué)美國(guó)人》雜志有一篇文章指出:這一成果為人們探究梅森素?cái)?shù)提供了方便,是素?cái)?shù)研究的一項(xiàng)重大突破。后來(lái)這項(xiàng)重要成果被國(guó)際上命名為“周氏猜測(cè)”。
伴隨數(shù)學(xué)理論的改善,為了尋找梅森素?cái)?shù)而使用的計(jì)算機(jī)也越來(lái)越強(qiáng)大,包括了著名的IBM360型計(jì)算機(jī),和超級(jí)計(jì)算機(jī)Cray系列。1996年發(fā)現(xiàn)的M1257787是迄今為止最后一個(gè)由超級(jí)計(jì)算機(jī)發(fā)現(xiàn)的梅森素?cái)?shù),數(shù)學(xué)家使用了CrayT94,這也是人類(lèi)發(fā)現(xiàn)的第34個(gè)梅森素?cái)?shù)。
梅森素?cái)?shù)的探尋之旅似乎正變得離普通人越來(lái)越遠(yuǎn),直到GIMPS時(shí)代的到來(lái)……
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