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历史上有哪些东西一直「不重要」,后来突然发现它的用途,被广泛使用呢?

Discussion in '知乎日报' started by 漂亮的石头, 2016-06-14.

  1. 漂亮的石头

    漂亮的石头 版主 Staff Member

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    [​IMG] Sevenvidia,Wandering around aimlessly

    我觉得质数算一个。

    [​IMG]

    (Longest prime number ever found contains a record-breaking 22 MILLION digits)

    质数(prime number)又称素数,有无限个。除了 1 和它本身以外不再有其他的除数整除。根据算术基本定理,每一个比 1 大的整数,要么本身是一个质数,要么可以写成一系列质数的乘积,最小的质数是 2。

    在纯数学领域,对于质数的研究有着非常长的历史。

    最早的对于质数的研究可以追溯到古希腊时代。

    對質數有過具體研究的最早倖存紀錄來自古希臘。公元前 300 年左右的《幾何原本》包含與質數有關的重要定理,如有無限多個質數,以及算術基本定理。歐幾里得亦展示如何從梅森質數建構出完全數。​

    Ref: 质数_维基百科,自由的百科全书页面

    和质数问题相关的研究有很多,几个非常著名的数学猜想都与质数有关,比如哥德巴赫猜想,黎曼猜想,孪生质数猜想等等。数学家做了很多这方面的工作,有的人甚至在质数的问题上耗费了一生的心血。

    1951 年之后,由于大型计算机的应用,人们开始能够寻找到更大的质数。但你可能会想,花这么大心思找这些质数到底有啥屌用?其实,在当时,确实就是没什么屌用——长期以来,质数被认为在纯数学以外的地方几乎没有什么应用价值。

    直到 1977 年。

    三个天才 Ron Rivest, Adi Shamir, Leonard Adleman 一起发明了 RSA 公开密钥加密算法

    [​IMG]

    Source: The RSA Algorithm

    RSA 基本上可以算是网络时代通信最重要的基石了。几乎可以这么说,没有 RSA,就没有网络通信安全的保证,也就不会有现在如此繁荣的互联网时代。

    而 RSA 加密算法的核心基础就是质数一个最基本的性质:

    任一大于 1 的自然数,要么本身是质数,要么可以分解为几个质数之积,且这种分解是唯一的。​

    对两个小质数之积做分解还挺简单的,但是对两个大质数之积进行因式分解就非常困难了。因此,在 RSA 加密过程中,用的这两个质数越大,想要分解就越困难,RSA 的安全性就越高。咦?之前找了那么久的“没什么屌用”的大质数,忽然一下子派上用场了!

    RSA 出现了之后,在纯数学领域中延续了几千年的质数研究,一下子进入到了现代应用密码学的方方面面,也成为了情报理论中最重要的研究方向之一。

    当然,现在还有一些其他领域关于质数的应用:

    比如在设计汽车变速箱齿轮的时候,相邻的两个大小齿轮齿数最好设计成质数,以增加两齿轮内两个相同的齿相遇啮合次数的最小公倍数,可增强耐用度减少故障;在害虫的生物生长周期与杀虫剂使用之间的关系上,杀虫剂的质数次数的使用也得到了证明——实验表明,质数次数地使用杀虫剂是最合理的:都是使用在害虫繁殖的高潮期,而且害虫很难产生抗药性;以质数形式无规律变化的导弹和鱼雷可以使敌人不易拦截。​

    Ref:质数_百度百科

    之前已经有答主提到了“纯科学”,我觉得说得非常好,对质数的研究也算这一类。我觉得这种纯粹的探索精神,或者说浮士德精神,是人类文明之所以能发展到如此繁荣的一个重要原因。

    正因如此,当一个社会只崇尚实用,摒弃纯粹的探索精神的时候,他们虽然可以抓住现在的机遇,但是却放弃了未来的无限可能性。

    阅读原文
     
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