Chris Caldwell , de la Universidad de Tennessee en Martin
El más grande conocido de primera hoy es el 17425170 dígitos Mersenne prime 2 57885161 -1 encontrado en enero de 2013, pero lo grande que tienen los "primos más grandes conocidos" históricamente? ¿Cuándo podríamos ver los primeros mil millones dígitos bevaprime ? E históricamente, cómo se han encontrado estos números primos? Vamos a discutir brevemente cada una de estas preguntas a continuación.
Antes de Ordenadores Electrónicos
Tabla del Record Primer Año
Epílogo: Predicciones
The First Billion Digit Prime
Muchos escritores antiguos sentían (incorrectamente) que si p es primo, entonces también lo era M p = 2 p -1. Estos números, que ahora se llaman los números de Mersenne , fueron el foco de la mayor parte de la década de búsquedas de números primos grandes.La historia temprana de estos números está lleno de muchas afirmaciones falsas de primalidad, incluso por personas notables tales como Mersenne, Leibniz y Euler. Así que damos crédito a nuestro primer plusmarquista con algunas dudas:
por 1588 Pietro Cataldi había verificado correctamente que 2 17 -1 = 131071 y 2 19 -1 = 524287 son ambos prime [ Cataldi1603 ].
Pero Cataldi también había declarado incorrectamente 2 n -1 también fue primordial para cada uno de 23, 29, 31 y 37. Esto es interesante porque Cataldi hizo sus descubrimientos mediante la construcción de lo que Shanks llama "la primera gran tabla de números primos - hasta 750" [ Shanks78 p14]. Estas tablas son lo suficientemente grandes para mostrar 2 19 -1 es primo (su raíz cuadrada es de aproximadamente 724), pero no lo suficientemente grande como para manejar estas cuatro números más grandes!
En 1640 Fermat demostró que si p es un primo impar, entonces todos los divisores primos de 2 p -1 tienen la forma 2 kp 1. Luego rápidamente mostró Cataldi se equivocó en 23 (que tiene el factor 47 con k = 1) y 37 (factor de 223 en k = 3). Por último, en 1738, Euler demostró Cataldi también se equivocó en 29 por encontrar el divisor 233. En este caso, el uso de resultado de Fermat, k = 4. Esto es sólo el segundo número a tratar de usar el resultado de Fermat como k = 2 y k = 3 composites de rendimiento (por lo que imagino que Fermat sabía también de este factor). Tenga en cuenta que los errores de Cataldi se muestran con pequeños factores que se encuentran en la propia tabla de números primos de Cataldi, y ninguno tuvo más de dos divisiones de prueba!
Euler nos da el primer registro claro (excepto tal vez para la fecha), demostrando Cataldi era correcta sobre 31:
por 1772 Euler había utilizado el razonamiento inteligente y sala de primera instancia para mostrar 2 31 -1 = 2147483647 es primo.
La fecha real debe estar entre 28 de octubre 1752, cuando Euler envió una carta a Goldbach [ texto de Euler Archivo ] diciendo que no estaba seguro acerca de este número (a pesar de que anteriormente había incluido como primer) y 1772, cuando una carta [ de texto ] fue publicado por Euler Bernoulli indicando demostró 2 31 -1 prime mostrando todos los divisores primos de 2 31 -1 debe tener una de las dos formas 248 n 1 y 248 n 63, y dividiendo el resultado por todos esos primos menores 46339 [ Dickson19 pp18-19]. Esto requiere un teorema sencillo que es más fuerte que el resultado de Fermat anteriormente.(Euler había enumerado 2 31 -1 a un primer ya en 1732, pero él también lo hizo junto con 2 41 -1 y 2 47 -1 ambos estaban compuesto [ traducción ].)
En 1867 Landry había encontrado un primo mayor, aún por la división de juicio, como un factor de 2 59 -1 (es decir, (2 59 -1) / 179951 = 3203431780337), este primer tenía el récord de más tiempo que cualquier otro no -Mersenne haría ( antes o después de su descubrimiento). Sin embargo, todos estos esfuerzos iban a ser eclipsado por un nuevo descubrimiento matemático, por lo que hacer una pausa por un momento para resumir todos los primos de registro (que yo sepa), antes de las computadoras modernas. (En el largo plazo, siempre es la matemática que decides el tamaño de primordial que podemos encontrar.)
Nota: Algunos autores (por ejemplo, [ BS96 , P309]) incluyen los primos 999999000001 (1851, "que se encuentran" por Looff) y 67280421310721 (01 de enero 1855, Clausen) en sus mesas. El primero apareció en una tabla de Looff con un signo de interrogación, pero Reuschle [ Reuschle1856 , pp.3, 18] afirma Looff había hecho la prueba principal. Thomas Clausen proporcionó la factorización 274177 * 67280421310721 de 2 64 1 en una carta a Gauss con fecha 01 de enero 1855 declarando ambos factores eran primos [ Biermann1964 ]. Pero sigue siendo un reclamo sin un método.
Nota: Algunos autores (por ejemplo, [ Picutti1989 ] y [BS96 , P309]) incluyen los primos 8191 = 2 13 -1 (antes de 1458, Codice Palatino 573) y 131 071 = 2 17 -1 (. 1460, OTTB Codex Lat 3307) en su lista de registros. Pero los omitimos por falta de pruebas que fueron probados primos en ese momento, en lugar de simplemente conjeturas afortunadas.
Si NPR te envió aquí en busca de la conjetura cebar el francés monje Marin Mersenne y de sus errores, vea este enlace
En 1876, Lucas había desarrollado una prueba inteligente para determinar si los números de Mersenne son primos. Su método fue posteriormente hizo aún más simple por Lehmer en la década de 1930, y todavía se utiliza para descubrir los números primos récord!
En 1876 Lucas demostró que 2 127 -1 = 170141183460469231731687303715884105727 era primordial.
"Esto siguió siendo el mayor primo conocido hasta 1951" [ HW79 p16] Y este disco, que se situó durante 75 años, puede permanecer para siempre como el primo más grande encontrado en los cálculos a mano .
En 1951 Ferrier utiliza una calculadora de escritorio mecánica y técnicas sobre la base de los inversos parciales del pequeño teorema de Fermat (ver las páginas de búsqueda y prueba de los números primos ) para un poco mejor este disco por encontrar un número primo 44 dígitos:
En 1951 Ferrier encontró el primer (2 148 1) / 17 = 20988936657440586486151264256610222593863921.
Con este disco terminamos el período antes de los ordenadores electrónicos, ya que en este mismo año un nuevo récord de 79 dígitos que iba a ser fijado por ordenador.
Para obtener más información, consulte la Historia de la Teoría de Números de Leonard Dickson [ Dickson19 ].
Nota: Es muy difícil colocar el descubrimiento de Ferrier entre Miller y Wheeler de forma cronológica. Seguimos el orden tradicional y ponemos Ferrier de primera, pero hay buenas razones para dudar de esto .
En 1951 Miller y Wheeler comenzó la era electrónica de cálculo mediante la búsqueda de varios números primos:
k . M 127 + 1 para k = 114, 124, 388, 408, 498, 696, 738, 774, 780, 934 y 978
así como la nueva ficha 79 dígitos:
180 (M 127 ) 2 1 (aquí M 127 = 2 127 -1) [ MW51 ].
Este registro fue pronto eclipsado por los descubrimientos de Raphael Robinson de cinco nuevos Mersennes al año siguiente con el SWAC (normas Western Automatic Computer). Este fue el primer programa que Robinson había escrito, y se corrió la primera vez que lo intentó! No sólo eso, sino que su programa encontró dos nuevos números primos récord ese mismo día! Él escribe [ Robinson54 ]:
El programa fue probado por primera vez en la SWAC el 30 de enero, y dos nuevos números primos se encontraron ese día [M 521 , M 607], otros tres primos se encontraron el 25 de junio [M 1279 ], 07 de octubre [M 2203 ] y 9 de octubre [M 2281 ].
Es interesante observar que en 1949 la topólogo MH Un Newman utiliza el prototipo computadora electrónica de Manchester (con 1024 bits de almacenamiento) para hacer el primer intento para encontrar números primos de Mersenne por ordenador. Tal vez debido a Alan Turing trabajó en esta máquina 1948-50, y mejoró el programa por Newman, este primer intento de búsqueda de números primos por computadoras (electrónicos) se atribuye a veces a él (por ejemplo, [ Robinson54 ] y [ Ribenboim95 , p93]). La excelente Alan Turing Internet Scrapbook tiene una imagen de esta máquina.
Vemos a los registros de Miller, Wheeler y Robinson como los primeros puntos en la gráfica siguiente - nota la escala vertical!
El progreso en los próximos años era tan firme como el aumento de la velocidad de las computadoras. Riesel encontrado M 3217 usando la máquina sueca BESK; Hurwitz encontrado M 4253 y M 4423 usando un IBM 7090 (véase el párrafo siguiente); Gillies utilizó el ILLIAC-2 para encontrar M 9689 , M 9941 y M 11213 . Tuckerman encontrado M 19937utilizando un IBM360.
Sorprendentemente Hurwitz sabía de M 4.423 M segundos antes de 4253 (debido a la forma en que la producción se apilan). John Selfridge preguntó: "¿Es necesario que el resultado de la máquina para ser observado por un ser humano antes de que pueda decirse que se" descubrió "?" A lo que respondió Hurwitz, "olvidándose de si el equipo lo sabía, ¿y si el operador de la computadora que se amontona la salida se veía?" En la tabla siguiente, decidí que Hurwitz descubrió el primer cuando leyó la salida, por lo que M 4253 no era el primo más grande conocido.
Todos los registros de Mersenne fueron encontrados usando la prueba de Lucas-Lehmer y los otros dos fueron encontrados usando el teorema de Proth (o resultados similares). El Amdahl Six es J. Brown , C Noll , B Parady , G Smith , J Smith y S Zarantonello
¿Cuándo vamos a tener un número primo de mil millones de dígitos? Echemos un vistazo más de cerca a los datos recientes: El uso de la línea de regresión (en el gráfico) podríamos suponer que alguien va a descubrir:
un primer 100000000 dígitos a finales de 2015, y
un primer 1000000000 dígitos para el año 2024.
Sin embargo, la extrapolación de una recta de regresión es de valor cuestionable y los registros recientes parecen estar llegando a un ritmo mucho más lento. Por otro lado, con el tiempo podría ser uno de los principales cambios tecnológicos o sociales.
Actualizamos esta página después de cada nuevo primer registro. Entonces, ¿cuál de nuestras predicciones anteriores? Antes de que un Mersenne 38a se encontró en junio de 1999, habíamos previsto un primer millón de dígitos a finales de Enero de 1999 - por lo que nuestra estimación era de cinco meses antes de tiempo. En ese mismo tiempo, también predijo un número primo de diez millones de dígitos para el año 2009. Al haberse constatado que los primos más recientes de nuestra estimación para encontrar un número primo de 10 millones de dígitos ha ido disminuyendo poco a poco y encontrar un número primo tal en 2006 parecía muy probable - pero no fue hasta agosto de 2008. Entonces, ¿qué de nuestra estimación de un primer mil millones de dígitos? Seguramente 2024 es de varios años antes de tiempo.(Vea nuestra página: ¿Dónde está el siguiente Mersenne? para más heurística matemáticas.)