探寻之旅(三)

小学数学的故事:探索之旅(3)

草根英雄，人人参与

全新技术——网格的出现极大地增强了梅森素数的搜索能力，并将它带回到“人人参与”的大众时代。1996年初，美国数学家兼程序员格·沃尔特曼编译了一个梅森素数计算程序，并将其放在了数学家和数学爱好者免费使用的网页上。这是世界著名的“互联网梅森素数搜索”(GIMPS)项目，这是世界上第一个基于互联网的分布式计算项目。

这个项目利用大量普通计算机的空闲时间来获得相当于超级计算机的计算能力。只要你从GIMPS的主页上下载一个名为Prime95的免费程序，你就可以立即参与GIMPS项目，在梅森内Prime开始一段长达数千年的探索之旅。

在过去的12年里，人们已经通过GIMPS项目找到了12个梅森素数。发现者来自美国、英国、法国、德国和加拿大。目前，来自世界160多个国家和地区的近16万人参加了该项目，30多万台计算机已经联网进行网格计算。这个项目的计算能力已经超过了当今世界上任何最先进的超级矢量计算机，计算速度超过每秒350万亿次！

为了鼓励人们寻找梅森素数，1999年3月，总部设在美国的电子新界基金会(EFF)向世界宣布设立奖金，通过GIMPS探索梅森素数。它规定，第一个找到一个超过一百万的素数的人或组织将获得5万美元。奖金依次为:1000多万元，10万美元；超过1亿，15万美元；超过10亿，25万美元。

1999年6月1日，他住在美国密歇根州普利茅斯的杨纳。哈吉·拉特瓦拉发现了第38个梅森素数:26972593-1，这也是我们知道的第一个超过一百万位数的素数。如果你写下来，总共会有208，960位数字。因此，哈吉·拉特瓦拉先生获得了5万美元的奖励。他所做的是从互联网上下载一个程序，当他不使用他的奔腾II350计算机时，这个程序可以安静地运行。经过111天的计算，这个质数被发现了。

这听起来很诱人，但你也需要知道，通过参与GIMPS获得奖金的机会非常小。哈吉·拉特瓦拉当时使用了21，000台电脑中的一台。每个参与者都在验证分配给他的不同梅森数，当然，大多数都不是质数——只有大约三万分之一的人可能遇到质数。因此，绝大多数研究人员参加这个项目不是为了钱，而是为了乐趣、荣誉和探索精神。

成功就在眼前。去年8月23日，洛杉矶加州大学数学系计算中心的雇员史密斯通过GIMPS发现了第46个梅森素数24312609-1。这一发现被美国著名杂志《时代》评为“2008年50项最佳发明”之一。素数是已知最大的素数。它有12978189个数字。如果用一个普通的字体大小连续写下这个巨大的数字，它的长度可以超过50公里！由于史密斯已经发现了超过1000万枚梅森素数，他将有资格获得EFF颁发的10万美元奖金。尽管史密斯在中心用75台电脑私下参加了GIMPS，但他还是因为为学校赢得了荣誉而受到了学校的表扬。

但在你搬家之前，你不妨听听另一个人的故事。美国的一家电话公司发现计算机经常出错。只花了5秒钟就接通了电话号码，5分钟就接通了。原来，员工福里斯特秘密使用公司的2585台电脑参与GIMPS。福勒斯特承认他“被GIMPS项目所吸引”。他最终被公司解雇，并被罚款1万美元。这只能说工作和个人事务没有分离，这是令人遗憾的。

临终遗言

在人类历史的很长一段时间里，对素数的研究没有实际用途。直到第二次世界大战后，它才被应用于密码学。寻找梅森素数已经经历了几千年，只找到了46个梅森素数。在数学家的眼里，它们的价值远胜于钻石。然而，对它们的研究促进了计算技术、编程技术、密码技术和分布式计算技术的发展。让我们记住欧几里德的教导，梅森素数的最早研究者:当一个人问他“几何有什么用”，他对侍者说:“给他三个硬币，他想从几何中受益。”

激励人类不断探索的不是三枚硬币或一百万美元。它是好奇心、求知欲和荣誉感。