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2024年、私たちは自然界の驚異的な一幕を目撃することになるでしょう。 アメリカ合衆国では今年、13年と17年のサイクルを持つ2種類の周期ゼミ( 学名:Magicicada spp .)が同時に羽化すると考えられています。 素数周期で大量発生するセミは「素数セミ」と呼ばれしばしば話題になりますが、2024年に予想される素数セミの出現数は羽化周期が重なるせいで「1兆匹」以上に達する可能性があるとのこと。 同じ現象が最後に起こったのは今から200年以上前の1803年でした。 以前の大量発生時の記録によれば、セミの抜け殻や死骸が雪のように地面に降り積もり「除雪」ならぬ「除セミ」しなければ人や馬車が移動できなかったとされています。 次にこの現象が起こるのは2245年と予想されており、今現在生きているひとにとって、おそらくこれが唯一の機会となるでしょう。 今回はそんな素数ゼミたちの不思議に焦点をあて
SNSなどで話題になっていたので調べてみたら勉強になったのでメモ。 環境 Pythonでの実装例 例1 例2 例3 エラトステネスの篩 Rustでの実装例 試し割り法 エラトステネスの篩 アトキンの篩 おまけ: GMP Benchmark 高速化のテクニック 上限個数を見積もる Wheel factorization オチ Repository References 環境 手元のMacBook Pro 13-inchの開発機で実験した。 2.8 GHz Intel Core i7 16 GB 2133 MHz LPDDR3 Pythonでの実装例 例1 最も単純に「2以上p未満のすべての数で割ってみて余りが0にならなかったら素数」とする、brute force 的なアプローチ。 import cProfile import io import pstats import sys def m
概要 2^n-1 型の数はメルセンヌ数と呼ばれ、更に素数である場合にメルセンヌ素数といいます。本記事では、メルセンヌ数に対する高速な素数判定法であるリュカ・レーマーテストを、Rustの任意精度演算用クレート rug を利用して実装します。 実行環境 CPU: Intel Core i7 1.8GHz メモリ: 16GB OS(ホスト): Windows 10 Home 21H1 WSL2: Ubuntu 20.04.3 rustc: Ver. 1.55.0 cargo: Ver. 1.55.0 符号付き整数型の範囲について Rustには組み込みの整数型として 8,\,16,\,32,\,64,\,128 ビット整数[1]がそれぞれ符号付き・符号なしで備わっています[2]。そのうち符号付き整数は、他の多くの言語と同様、2の補数によって負の数が表現されます。したがって、ビット数 n = 8,
自然数57は「グロタンディーク素数」と呼ばれる。もちろん57は素数ではないが(3 × 19 = 57)、これはグロタンディークが素数に関する一般論について講演をした際に、具体的な素数を用いて例を挙げることを求められたとき、彼が誤って57を選んだことに由来する。 リンク Wikipedia アレクサンドル・グロタンディーク アレクサンドル・グロタンディーク(Alexander Grothendieck, 1928年3月28日 - 2014年11月13日)は主にフランスで活躍した、ドイツ出身のユダヤ系フランス人の数学者である。 日本の数学界では彼は「グロタンディク」、「グロタンディック」、「グロタンディエク」、「グロタンディエック」、「グロテンディーク」、「グローテーンディーク」などと表記されている。 主要な業績にスキームの考案による代数幾何学の大幅な書き直し、l-進コホモロジー(エタール・コ
一見すると規則性のないように考えられる素数は、任意の観点から結びつけるとまるでらせんを描いているように見えることがあります。数学者のグラント・サンダーソン氏が、こうした性質と数学の魅力を紐付けて解説しています。 3Blue1Brown - Why do prime numbers make these spirals? https://www.3blue1brown.com/lessons/prime-spirals ある二次元平面に点を置く場合を考えます。以下の画像において、点(1,1)は原点から角度1ラジアン、距離1の位置にあります。同様に(2,2)(3,3)(4,4)の点も置いていきます。 このように点を増やし続けると次第に螺旋(らせん)状に広がり、「アルキメデスの螺旋」と呼ばれる図形を形作ります。 この図形から素数以外を抜いてみるとこんな感じ。穴の空いた部分が素数ということですが、
医療系データベースを活かした事業を幅広く展開しているJMDCでは、既存事業のみならず、新規事業開発も積極的に行っています。新しい事業が生み出されるJMDCの開発現場では、さまざまな人たちが活躍しています。 今回インタビューしたJMDCのグループ会社flixyのCEO吉永和貴さんもその1人です。吉永さんは、現役医師でもあり、プロダクトマネジャーとしてJMDCグループの開発を牽引する存在でもあります。 そんな吉永さんが経験してきた医師の立場を活かしたサービス開発とは?さまざまな開発を通して培った吉永さんならではの0→1のスタンスや考え方とは?詳しくお話を伺いました。 吉永 和貴(よしなが かずたか)株式会社flixy CEO、内科医 1988年生まれ。慶応義塾大学医学部卒。在学中にプログラミングを始め、研修医3年目に初の医療系プロダクトを開発。2016年、flixyを立ち上げ、WEB問診サービ
このコーナーでは、2014年から先端テクノロジーの研究を論文単位で記事にしているWebメディア「Seamless」(シームレス)を主宰する山下裕毅氏が執筆。通常は新規性の高い科学論文を解説しているが、ここでは番外編として“ちょっと昔”に発表された個性的な科学論文を取り上げる。 X: @shiropen2 米スタンフォード大学と米タフツ大学に所属する研究者らが2016年に発表した論文「Unexpected biases in the distribution of consecutive primes」は、長年、ランダムだと考えられてきた素数の出現パターンに、予想外の規則性が存在することを発表した研究報告である。 素数は、1と自身以外で割り切れない数であり、他の全ての数は素数の積で表現できるため、数論の基礎を理解する上で極めて重要である。しかし、ある数が素数であるかどうかを予測する方法は存在
はじめに 本記事は、ソフトウェアテストの小ネタ Advent Calendar 2022の19日目の記事です*1。 本記事では、テストケース*2で具体的な代表値を使うときに気をつけている「2以外の一意の素数を使う」という方針について書きます。なお、この方針は私の個人的経験及び主観に基づいたものです。「必ずしもこのやり方が正しい」と主張したい訳ではないことをご了承ください。 記事では、この方針をさらに「2を使わない」「一意の数を使う」「素数を使う」の3つに分割して説明します。 目次 はじめに 目次 テストケースの具体的な代表値に2を使うのを避ける テストケースの具体的な代表値は一意の数を用いる テストケースの具体的な代表値に素数を用いる 注意:今回の考えはあくまでも代表値の場合の話です おわりに 補足:厳密な素数を選ぶわけではない 1. 「691」という数字が素数であるか判断が難しいため 2
一橋大学の問題が僕にも解けそうだったので、解いてみました! 問題(一橋大学・2021年第1問)1000以下の素数は250個以下であることを示せ。 (解答) 1 は素数ではない。 4 は 2 で割り切れるので合成数。 6 は 2 で割り切れるので合成数。 8 は 2 で割り切れるので合成数。 9 は 3 で割り切れるので合成数。 10 は 2 で割り切れるので合成数。 12 は 2 で割り切れるので合成数。 14 は 2 で割り切れるので合成数。 15 は 3 で割り切れるので合成数。 16 は 2 で割り切れるので合成数。 18 は 2 で割り切れるので合成数。 20 は 2 で割り切れるので合成数。 21 は 3 で割り切れるので合成数。 22 は 2 で割り切れるので合成数。 24 は 2 で割り切れるので合成数。 25 は 5 で割り切れるので合成数。 26 は 2 で割り切れるので
Ruby の正規表現で素数かどうかを確認する方法 作成日 2018.09.11 更新日 2018.09.13 Regex Ruby Ruby の正規表現を使って, 素数かどうかを確認するメソッドを作ってみました. パフォーマンスは正直全然良くないのですが, 余興の様なものとしては面白いのではないかと思います. 正規表現の説明もします. そもそも素数というのは, どの様な数なのでしょうか. Wikipedia によりますと次のように定義されています: 素数(そすう、英: prime number)とは、1 より大きい自然数で、正の約数が 1 と自分自身のみであるもののことである。正の約数の個数が 2 である自然数と言い換えることもできる。 なので 0, 1, 4, 6, 8, 9, 10, 12 といった数は素数ではなく, 2, 3, 5, 7, 11, 13 といった数が素数になります.
千葉電波大学農学部は18日、素数年周期で大量発生する「素数ゼミ」の新種「1537年ゼミ」に関する研究論文が受理されたと発表した。論文は同大の学術誌「SEMI」準最終号に掲載される予定。 1537年ゼミを発見したのは、同大農学部の鹿田教授。自宅の庭で羽化したセミが逆立ちで鳴いていることを不思議に思い、研究室に持ち帰って調べたところ、素数ゼミの一種であることがわかった。 さらに、このセミの遺伝子を解析したところ、発生周期が1537年であることが判明。また、清寧天皇4年(483年)に「地面からあふれ出た逆立ち蝉が畝傍山を埋めつくした」とする『古事記』の記述が、セミの特徴と一致していたことが、裏付ける決定打となった。 素数ゼミが素数周期で大量発生する理由は、他のセミとの交雑を避けるためだと考えられている。これまで北米では13年と17年周期の素数ゼミが見つかっているが、1537年ゼミはその存在すら忘
素数を探求するプロジェクト「GIMPS」は10月21日(現地時間)、今まで人類が見つけた数値の中で最も大きい素数「2^1億3627万9841-1」(1億3627万9841個の2を掛け合わせ、1を引いた値)を見つけたと発表した。これまで記録していた最大の素数よりも、1600万桁以上大きい値。十進数で表現した場合、桁数は4102万4320桁に及ぶという。 素数は、2以上の自然数の中で、1とその数自身以外に約数が無いもの(割り切れる数がないもの)を指す。中でも「2^n-1」(nは自然数)で表現できる素数のことを「メルセンヌ素数」と呼ぶ。これまでメルセンヌ素数は、51個存在していると知られており、その最大値は「2^8258万9933-1」だった。 GIMPSは、このメルセンヌ素数を見つけるため1996年に発足したプロジェクトで、これまで18個のメルセンヌ素数を見つけてきた。 今回、52番目のメルセ
この記事はなに 用語の約束 経緯 適当な数の総積による構成 1231 !(3272桁) mmddの総積(1001桁) 2か5の倍数を除いたmmddの総積(412桁) 1より大きい最小の公約数のみ共有(167桁) 乱択アルゴリズム(~12桁) 中国剰余定理 全ての日に制約(367桁) 関係式を減らす + 乱択(~9桁) 0から探す(8桁:13446204) なぜこんなに小さいか? この記事はなに グレゴリオ暦の年月日を十進法で表現された数として読むと素数になることがある(例:2022年1月3日→20220103は素数)。グレゴリオ暦が未来永劫に有効であるとして、このような素数が含まれない年は13446204年に初めて訪れる。本記事では、この値を最終的に発見するまでに試みた探索の過程を説明する。 コードは github.com に上げています。 バージョンは、 Rust: 1.55.0 Pyt
2021年9月23日に行われたロマンティック数学ナイト@オンライン #16 で 「オンライン整数列大辞典の未解決問題が解けた話」 というプレゼンをさせていただきました。今回の話はこのイベントで紹介した未解決問題の解説および証明になります(おせーよ)。 素数ものさしってご存知でしょうか?その名の通り、目盛りが素数しかないものさしで、現在でも京大生協でのみ販売されています*1。 素数ものさしのイメージ なんとも不便なものさしですが、 なので「3歩進んで2歩下がる」を繰り返せば、一応すべての自然数を測ることは可能です。しかし、これでは芸がないですね。せっかくならたくさんの素数を使いこなしたいところ。 そこで、すべての自然数を、2から順番に目盛りを1回だけ使って測ってみるのはいかがでしょう?例えば3なら \[ 3 = 2 + 3 + 5 - 7 \]なので、「2歩進んで、3歩進んで、5歩進んで、7
英オックスフォード大学のBen Green氏と米コロンビア大学のMehtaab Sawhney氏が発表した論文「Primes of the form p² + nq²」は、特定の条件を満たす素数の組み合わせが無限に存在することを証明した研究報告である。 ▲論文のトップページ keyboard_arrow_down 研究背景 keyboard_arrow_down 研究内容 素数は、1と自身以外では割り切れない数であり、整数の数学的な構成要素である。数学者たちは何百年もの間、素数の性質や組み合わせについて探求してきた。 素数に関連した最も有名な問題のひとつに、1640年に数学者Pierre de Fermatによって提案された命題「フェルマーの最終定理」がある。長い年月を経て、1995年に当時米プリンストン大学にいたAndrew Wiles氏が、フェルマーの最終定理の証明を発表した。この証明
これまで見つかっていた最大の素数より1600万桁以上大きい新たな素数が発見されました。その数は2^136279841-1で、10進数だと4102万4320桁にもなり、テキストファイルにすると39.9MB分になります。 Mersenne Prime Discovery - 2^136279841-1 is Prime! https://www.mersenne.org/primes/?press=M136279841 「M136279841」としても知られるこの素数は、1億3627万9841個の2を掛け合わせ、1を引くことで導かれる数です。2の冪(べき)から1引いた数をメルセンヌ数と言い、素数であるメルセンヌ数はメルセンヌ素数と呼ばれますが、M136279841は既知のメルセンヌ素数の中で最大の数で、過去に見つかっていた最大の素数より1600万桁以上も大きなものになっています。なお、メルセン
今年、アメリカの中・東部で17年周期の「素数ゼミ」が大量発生する予定です。 バージニア工科大学の調べでは、各地域ごとに数百万単位で出現し、それが5月中旬〜6月下旬まで続くと見られます。 とんでもない数のセミがいっせいに大合唱するため、深刻な騒音が懸念されています。 Expect Trillions of Brood X Cicada To Invade the US After Hibernation For 17 Years https://www.sciencetimes.com/articles/29254/20210122/expect-trillions-brood-x-cicada-invade-hiding-17-years.htm
「素数大富豪」をご存じですか? “素数しか場に出せない”などの変則ルールを採用した大富豪(大貧民)。2014年、日本の大学院生によって考案され、数学好きを中心にじわじわと人気が広まってきたトランプゲームです。 ちょっとニッチな、でも、ハマる人はハマるこのゲームをテーマにした小説『QK部 トランプゲーム部の結成と挑戦』(以下『QK部』)が3月9日、KADOKAWAより刊行。約6年前に誕生した“新しい大富豪”の魅力を、女子高生たちの部活動を通じて描く同作の著者・キグロさん(@kiguro_masanao)にインタビューしました。 書影 作品紹介:QK部 トランプゲーム部の結成と挑戦 素数×トランプゲーム=青春! 高校1年生の古井丸(こいまる)みぞれが見つけた、「QK部」という謎の部活動のポスター。その言葉に興味を持ったみぞれは、友人の倉藤津々実とともにポスターに書かれた教室を訪れることに。ガラ
GIMPS(Great Internet Mersenne Prime Search)は21日、既知の素数で最も大きい「2^136279841-1」が新たに発見されたと発表した。Luke Durant氏が12日に発見し、19日にGIMPSによる検証が完了したもの。4,102万4,320桁の数字で、約6年前に発見された「2^82589933-1」から1,600万桁以上大きな素数だとしている。 今回新たに素数を発見したDurant氏は、NVIDIAでの勤務経験もある米カリフォルニア州サンノゼ在住の研究者で、数千台のサーバーGPUを使ってメルセンヌ数をテストするインフラを構築。17カ国、24のデータセンターリージョンにまたがる大規模なものだったという。 そのインフラによる約1年のテストの結果、10月11日に「2^136279841-1」が素数であると考えられることが分かり、翌12日にリュカ -
アメリカのクレイ数学研究所によって2000年に発表された、100万ドル(約1億6000万円)の懸賞金がかけられている問題が「ミレニアム懸賞問題」です。このうちの1つであるリーマン予想は「素数の分布」に関する問題として特に有名で、160年以上も世界中の数学者を悩ませています。 The Riemann Hypothesis, the Biggest Problem in Mathematics, Is a Step Closer to Being Solved | Scientific American https://www.scientificamerican.com/article/the-riemann-hypothesis-the-biggest-problem-in-mathematics-is-a-step-closer/ リーマン予想がどういう問題なのかについては、科学系メディ
インドのHomi Bhabha National Instituteに所属する研究者らが発表した論文「Multicellular artificial neural network-type architectures demonstrate computational problem solving」は、遺伝子操作された大腸菌由来の細菌(バクテリア)が人工ニューラルネットワーク(ANN)型のアーキテクチャを用いて、様々な数学的問題を解決できることを実証した研究報告である。 この研究では、「バクトニューロン」と呼ばれる特殊な細菌を使用した計算方法を提案している。バクトニューロンは、遺伝子工学的に改変された細菌で、ANNにおける人工ニューロンのように機能するよう設計されている。 バクトニューロンの仕組みは、従来のコンピュータとは大きく異なる。通常のコンピュータが電圧の高低で0と1を表現するの
アンガーマネジメントについて、「怒りの衝動は6秒で収まるから6秒数を数える癖をもとう」みたいな話は有名ですが、ここ最近「アンガーマネジメントで6秒数えたけどそれだけではぜんぜん怒り収まらないんだが?」というツイートが話題になってました。 globe.asahi.com 人間の脳内では、動物の本能として備わっている「怒り」が大脳辺縁系で生じ、それを「理性」や「知性」をつかさどる前頭葉で抑制するという構図になっている。 ところが、瞬間的に発生する怒りに対して、前頭葉が働くまでには少し時間がかかる。実験から、怒りが生まれてから4~6秒で前頭葉が活発に動き始めることが分かった。「カッとなっても、少し間を置けば落ち着きます」 6秒数えるだけで収まる怒りってかなり限定的じゃね? このメカニズムを考えると、6秒カウントだけで収まるのはあくまでも理性や知性が「これはだめ」と判断できる怒りすら制御できない人
「17年ゼミ」の集団の一つ「ブルード10」。2021年に発生したもので今回とは別の集団=米インディアナ州で、ロイター 米国の中西部から南東部で初夏にかけ、1兆匹を超すセミが大量発生すると専門家が予測している。13年と17年ごとに地上に出てくる「周期ゼミ」の二つの集団が羽化するタイミングが221年ぶりに重なるためだ。米メディアは、英語でセミを意味する「シケイダ」と終末戦争を指す「アルマゲドン」を組み合わせた「シケイダゲドン」という造語を使い、迫り来る神秘の自然現象に注目している。 セミは枯れ木などに産みつけられた卵がふ化して幼虫になり、地中に移動して何年かを過ごす。成長した幼虫はやがて地上に出て羽化し、成虫になる。日本に生息するセミが地中にいる期間は数年程度といわれる。一方、米国には13年と17年ごとに羽化するセミが複数の地域に生息し、周期が素数であることから「素数ゼミ」とも呼ばれる。
今日は久しぶりに数学の話題を。 もりしーさん( @9973_prm )の以下のツイートの話が面白かったので、今日はこの問題について考えてみたいと思います。 立方数と立方数の差って大体素数じゃん、って思ったけど5^3と6^3の差がまさかの91でわろた— もりしー@素数大富豪 (@9973_prm) 2021年8月24日 なお、もりしーさんは次のようにもツイートしています: 隣合う立方数の差— もりしー@素数大富豪 (@9973_prm) 2021年8月24日 つまり、もりしーさんが考えていたのは 「隣り合う立方数(3乗数のこと)の差は素数になるだろうか?」 という問題ですね。 たとえば、最初の4つのケースを考えると (素数)(素数)(素数)(素数) となって、かなり素数が続いています! 面白いです! もちろん、もりしーさんがツイートしているように、すべての隣り合う立方数の差が素数になるわけで
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