男子花费200万美元寻找新的最大素数

自从数学爱好者发现最后一个已知最大素数以来，已经过去了近六年，但标准已正式提高超过 1600 万位。10 月 21 日，致力于寻找这些难以理解的巨大数字的全球社区项目“互联网梅森素数大搜索”（GIMPS）确认第 52 个梅森素数是（请击鼓）2 ^136279841 -1。翻译过来就是，这相当于将数字 2 乘以 136,279,841 次，然后减去 1。最新的数学数字延伸到包括 41,024,320 位数字——这个数字如此庞大，以至于存储它的 .txt 文件占用了 41.8Mb。作为参考，列夫·托尔斯泰的《战争与和平》 （587,287 字）的 .txt 文件只有区区 3.4Mb。

GIMPS 成立于 1999 年，依靠国际志愿者网络，志愿者下载专门的软件，利用计算机未使用的编程功能来搜索异常大的梅森素数。梅森素数以 17 世纪法国修道士马林·梅森 (Marin Mersenne) 的名字命名，他首先研究了这些素数。梅森素数定义为 2 ⁿ -1，其中“n”是任意整数。虽然这些素数从相对简单的数字 3 (2 ² -1) 开始，但它们很快就会上升到超出任何单个人类大脑数学技能的巨大数字。事实上，它们变得非常难以计算，最新的例子，官方指定为 M136279841，只是已知的第 52 个梅森素数。

GIMPS 周二宣布，M136279841 最早于 10 月 11 日被 36 岁的前 NVIDIA 员工 Luke Durant 使用所谓的费马可能素数测试怀疑。在 Durant 通知 GIMPS 他的可能突破后，世界各地的其他几台计算机进行了多次 Lucas-Lehmer 素数测试，以确保 M136279841 的素数性，并在 10 天后正式确认。

杜兰特的成就也标志着梅森素数搜寻的重要时刻——这是首次通过使用图形处理单元 (GPU) 而不是传统中央处理单元 (CPU) 找到此类素数。近年来，随着机器学习、大型语言模型和人工智能的兴起，GPU 也变得日益突出，而这些技术通常都依赖于庞大的 GPU 网络来运行。28 年来，GIMPS 志愿者一直依靠 CPU 能力来使用该组织的原始软件。然而，在 2017 年，一位名叫米哈伊·普雷达 (Mihai Preda) 的开发人员设计了一款名为 GpuOwl 的开源程序，通过这些经过大量改进的机器继续进行梅森素数研究。

[相关：联邦快递员工如何发现世界上最大的质数。]

然而，单个 GPU 不太可能生成 41,024,320 位数字。例如，Durant 通过他使用遍布 17 个国家/地区 24 个数据中心区域的服务器 GPU 构建的超级计算机云网络找到了 M136279841。如此庞大的系统也不便宜—— 《华盛顿邮报》 据报道，自 2023 年 10 月杜兰特开始寻找第 52 个梅森数以来，该项目已花费约 200 万美元。

至于 M136279841 的潜在用途——从技术上讲，目前还不多。理论上，这种复杂而冗长的素数可能用于加密算法，以增强网络安全。GIMPS 长期以来一直宣称自己致力于搜索本身，GIMPS 联合创始人乔治·沃尔特曼 (George Woltman) 此前曾将其描述为“消磨时间的好方法”和“数学迷的娱乐”。

然而，在这种情况下，杜兰特发现的梅森素数可能提供了一个非常清晰的例子，说明 GPU 云超级计算机不仅可用于推动有争议的 AI 项目，还可用于推动更多项目。尽管它们用途广泛，但与其他计算系统相比，即使是最强大的生成式 AI 模型在数学方面仍然差得可笑。虽然它们可能有一天会改变，但就目前情况而言，像 M136279841 这样的发现可以继续彰显人类的聪明才智、创造力和好奇心——但显然，拥有几百万美元来资助这样的热情也没有什么坏处。