மெர்சென் பகாத்தனி

மெர்சென் பகாத்தனி
நினைவுப் பெயர்	மாரின் மெர்சென்
வெளியீட்டு ஆண்டு	1536
வெளியீட்டாளர்	எச். ரெஜியசு
அறியப்பட்ட குறிச்சொற்களின் எண்ணிக்கை	48
Conjectured number of terms	முடிவற்றது
தாய்த் தொடர்வரிசை	மெர்சென் எண்கள்
முதல் உறுப்புகள்	3, 7, 31, 127
அறியப்பட்ட மிகப்பெரிய உறுப்பு	257885161 − 1
OEIS குறியீடு	A000668

கணிதத்தில் மெர்சென் எண் (Mersenne number), மெர்சென் பகாத்தனி என இரண்டு கருத்துகள் உள்ளன. மெர்சென் எண் என்பது இரண்டின் அடுக்கு எண் கழித்தல் ஒன்று (இரண்டடுக்குக்கு ஒன்று குறை) என்னும் வடிவில் எழுதத்தக்க ஒரு நேர்ம முழு எண்.:

M_{n}=2^{n}-1.\,

மேற்கண்டவாறு எழுதத்தக்க மெர்சென் எண் பகா எண்ணாக (பகாத்தனியாக) இருந்தால் அதனை மெர்சென் பகாத்தனி என்று வரையறை செய்வர். எடுத்துக்காட்டாக $M_{3}=2^{3}-1=7$ என்பது $M_{3}$ என்று அழைக்கப்படும், 7 என்னும் மதிப்பு கொண்ட, பகாத்தனி (பகா எண்). ஆனால் $M_{4}=2^{4}-1=15$ என்பது $M_{4}$ என்று அழைக்கப்படும், 15 என்னும் மதிப்பு கொண்ட, மெர்சென் எண், ஆனால் பகா எண் அல்ல. ஏனெனில் 15 என்பதை 3x5 என எழுதலாம். அது ஒரு வகுபடும் எண். சற்று மாறுதலான சில வரையறைகளில், மெர்சென் எண் என்பது இரண்டின் அடுக்குப்படியாக உள்ள n என்பது ஒரு பகாத்தனியாக (பகா எண்ணாக) இருக்கவேண்டும் என்பர்.

மெர்சென் பகாத்தனி எண்கள் எத்தனை உள்ளன?[தொகு]

மெர்சென் பகாத்தனி அல்லது மெர்சென் பகா எண் என்பது மெர்சென் எண்ணாக உள்ள பகாத்தனி. இதுகாறும் (2008) மொத்தம் 46 மெர்சென் பகாத்தனிகள்தாம் கண்டுபிடிக்கப்பட்டுள்ளன. இன்று அறியப்பட்டுள்ள பகா எண்களிலேயே மிகப்பெரிய பகா எண் ஒரு, மெர்சென் பகா எண்ணாகும்: (2^43,112,609 − 1). அண்மைக் காலத்தில் அறியப்பட்ட எல்லா மிகப்பெரிய பகாத்தனிகளும் மெர்சென் பகாத்தனிகளாக உள்ளன^[2].முன்னர் கண்டுபிடித்த மெர்சென் பகாத்தனிகள் போலவே இதுவும் இணையவழி மெர்சென் பெருந்தேடல் (Great Internet Mersenne Prime Search) (GIMPS), “கிம்ப்”, என்னும் திட்டத்தினூடாக கூட்டுழைப்பில் கண்டுபிடித்ததாகும். இந்த பகாத்தனியே முதன்முறையாக 10 மில்லியன் இலக்கங்களையும் தாண்டிய நீளமான பகா எண்.

சோதனை

மெர்சென் பகாத்தனி பற்றி[தொகு]

Unsolved problems in கணிதம்: முடிவிலா எண்ணிக்கையில் மெர்சென் பகாத்தனிகள் உள்ளனவா?

மெர்சென் பகாத்தனி பற்றிய பல அடிப்படையான கேள்விகளுக்கு இன்னும் விடை காண முடியாமல் உள்ளன. மெர்சென் பகாத்தனிகளின் எண்ணிக்கை முடிவிலியாக இருக்குமா என்பது அறியப்படவில்லை. ஆனால் முடிவிலி எண்ணிக்கையில் மெர்சென் பகாத்தனிகள் இருக்க வேண்டும் என்றும் அவற்றின் அடுக்கின் போக்கு பற்றியும் லென்ஸ்ட்ரா-பொமரான்ஸ்-வாக்ஸ்டாஃவ் ஊகம் (Lenstra-Pomerance-Wagstaff conjecture) கூறுகின்றது. அதே போல பகா எண்களாக இல்லாமல், கலப்பு எண்களின் (வகுபடும் எண்களாக) அடுக்குப்படி (exponent) பகாத்தனிகளாகக் கொண்ட மெர்சென் எண்களும் எண்ணிக்கையில் முடிவிலியாக இருக்குமா என்றும் தெரியவில்லை. ஆனால் சோஃவி ஜெர்மேன் பகாத்தனி (Sophie Germain prime) போன்ற பகாத்தனிகள் முடிவிலி எண்ணிக்கையில் இருக்கும் என்னும் ஊகம் போன்றே இதுவும் இருக்கக்கூடும் என்னும் கருத்து உள்ளது.

மெர்சென் எண்களைப் பற்றிய ஓர் அடிப்படையான தேற்றம் கூறுவது: ஒரு மெர்சென் எண் M_n, மெர்சென் பகாத்தனி ஆக இருக்க வேண்டுமெனில் அதன் அடுக்கு படி (exponent) n என்பதே பகாத்தனியாக இருத்தல் வேண்டும். இதன் அடிப்படையில் மெர்சென் எண்ணாகிய M₄ = 2⁴−1 = 15 முதலியவற்றின் பகா எண் தன்மை இல்லாமையை காட்டுகின்றது: ஏனெனில் அடுக்குப்படி 4 = 2×2 என்பது ஒரு வகுபடும் எண், எனவே தேற்றத்தின் கூற்றின்படி 15 என்பது ஒரு பகு எண். உண்மையில், 15 = 3×5. ஆகவே இது உண்மையாகின்றது. இன்று அறியப்படுவனவற்றிலேயே மிகச் சிறிய மெர்சென் பகாத்தனிகள்:

M₂ = 3, M₃ = 7, M₅ = 31.

M_p என்னும் மெர்சென் எண்ணின் அடுக்குப் படி p ஆனது பகாத்தனியாக, p = 2, 3, 5, … , என இருந்தால் மட்டுமே அந்த மெர்சென் எண் பகாத்தனியாக இருக்க முடியும் என்றாலும், அடுக்குப்படி p பகாத்தனியாக இருந்தும் சில எண்கள் மெர்சென் எண்கள், மெர்சென் பகாத்தனியாக இல்லாமல் இருக்க முடியும். இந்த எதிர்நிலைக்கு சிறிய எண்ணில் ஓர் எடுத்துக்ககட்டு: M_p

M₁₁ = 2¹¹ − 1 = 2047 = 23 × 89,

மேலுள்ள எடுத்துக்காட்டில், 11 என்னும் அடுக்குப் படி பகாத்தனியாக இருந்த பொழுதும், 2047 என்னும் மெர்சென் எண் பகாத்தனி அல்ல. இது 23 × 89 என்று எழுதக்கூடிய வகுபடும் எண், பகு எண். இப்படி அடுக்குப்படி ஒரு பகாத்தனியாக இருந்தபோதும் அந்த மெர்சென் எண் பகாத்தனியாக இருக்குமா இருக்காதா என்பதற்கு ஒரு தெளிவான விதி இல்லாததால், மெர்சென் பகாத்தனிகளைத் தேடுவது கடினமானதாகவும் ஆர்வத்தைத் தூண்டுவதாகவும் உள்ளது ஏனெனில் மெர்சென் எண்கள் விரைவாக மிகப்பெரிய எண்களாக உருவெடுக்கின்றன. இதனால் பல கணினிகளின் உதவியால் பகிர்ந்து கணிக்கும் திட்டப்படி மெர்சென் பகாத்தனிகளைத் தேடுகின்றார்கள். இப்பணிக்கு மிகவும் உதவுவது, ஓரெண் பகாத்தனியா என மெய்த்தேர்வு செய்வதில் திறன்மிக்க லூக்காசு-லேமர் மெர்சென் எண் மெய்த்தேர்வின் பயன்பாடு ஆகும். முறைப்படி பகாத்தனியா என்னும் மெய்த்தேர்வு (பரிசோதனை) மிகப் பெரிய மெர்சென் பகாத்தனியைத் தேடி கண்டுபிடிப்பது என்பது இன்று ஒரு மதம் போல் ஒரு சிலரால் மிகுந்த ஈடுபாடோடு பின்பற்றும் ஒரு கலையாக உள்ளது.

இந்த மெர்சென் பகாத்தனிகள் பலவகையான இடங்களில் பயன்படுகின்றன. ஏறத்தாழ சீருறா எண்களைத் தரும், போலிச்சீருறா எண் ஆக்கிகளில் (pseudorandom number generator) பயன்படுகின்றது. எடுத்துக்காட்டுகள்: 1997 இல் தொடங்கிய, மிக விரைந்து எண்களைத் தரும,. போலிச் சீருறா எண் ஆக்கியாகிய மெர்சென் டுவிஸ்டர், பார்க்-மில்லர் சீருறா எண் ஆக்கி, பொது பதிகைமாற்றி, ஃவிப்நாக்சி சீருறா எண் ஆக்கி (Fibonacci RNG).

கணி அறிவியலில் (computer science) குறியில்லா n-பிட்டு முழு எண்களைக் கொண்டு M_n வரையிலான மெர்சென் எண்களைக் குறிப்பிட முடியும் என்று நிறுவப்பட்டுள்ளது.

n வட்டைகள் கொண்ட அனோய் கோபுரம் (Hanoi Tower) என்னும் சிக்கல்தீர் விளையாட்டில், தீர்வு காண குறைந்தது M_n நகர்வுகள் தேவை என்று நிறுவப்பட்டுள்ளது.

மெர்சென் பகாத்தனிகளைத் தேடுவது[தொகு]

கீழ்க்காணும் ஈடுகோள்,

2^{ab}-1=(2^{a}-1)\cdot \left(1+2^{a}+2^{2a}+2^{3a}+\cdots +2^{(b-1)a}\right)

காட்டுவது என்னவென்றால், M_n பகாத்தனியாக இருக்க வேண்டுமெனில் அடுக்குப் படி n தானே ஒரு பகாத்தனியாக இருத்தல் வேண்டும். ஆனால் n பகாத்தனியாக இருப்பது மட்டும் M_n பகாத்தனியாக இருக்கப் போதுமானதல்ல. அதாவது M_n பகாத்தனியாக இருக்க, n பகாத்தனியாக இருக்க வேண்டும் ஆனால், n பகாத்தனியாக இருந்தால் மட்டும் மெர்சென் எண் M_n பகாத்தனியாக இருக்கும் என்பது உறுதியல்ல. n பகாத்தனியாக இருப்பது தேவை ஆனால் போதுமானதல்ல. எனவே எதிர்நிலை கூற்றாகிய, n பகாத்தனியாக இருந்தால் M_n பகாத்தனியாக இருக்கவேண்டும் என்பது சரியான கூற்று இல்லை. இப் பண்பால் மெர்சென் பகாத்தனியைத் தேடுதல் ஒரு வகையில் எளிதாகின்றது.

மெர்சென் பகாத்தனிகளை விரைவாகத் தேடும் தீர்முறைத் திட்டங்கள் (algorithms) வகுக்கப்பட்டுள்ளன. இன்றுவரை 2008 கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மிகமிகப் பெரிய பகாத்தனிகள் மெர்சென் பகாத்தனிகளாகவே. இவை யாவும் மேற்சுட்டிய தீர்முரைத் திட்டங்களை கொண்டு கண்டுப்டித்தவையே.

முதல் நான்கு மெர்சென் பகாத்தனிகள், $M_{2}=3$ , $M_{3}=7$ , $M_{5}=31$ and $M_{7}=127$ வெகு காலமாக அறியப்பட்டவை. ஐந்தாவது மெர்சென் பகாத்தனியாகிய $M_{13}=8191$ , யாரோ பெயர்தெரியாதவரால் 1461 இல் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அடுத்த இரண்டை, $M_{17}$ and $M_{19}$ , இத்தாலிய கணிதவியலாளர் கட்டால்டி 1588 இல் கண்டுபிடித்தார். இரண்டு நூற்றாண்டுகளுக்குப் பின் $M_{31}$ ஒரு பகாத்தனி என லியோனார்டு ஆய்லர் 1772 இல் உறுதிசெய்தார். கணித வரலாற்றில் அடுத்ததாக எடுவர்டு லூக்காஸ் 1876 இல் $M_{127}$ ஐ கண்டு பிடித்தார். ஆனால் இடையே உள்ள மெர்சென் பகாத்தனியாகிய $M_{61}$ ஐ இவான் மிக்கீவிச் பெர்வுசின் (Ivan Mikheevich Pervushin) என்னும் உருசிய கணிதவியலாலர் 1883இல் கண்டுபிடித்தார். இடைப்பட்ட இன்னும் இரண்டு பகாத்தனிகளாகிய ( $M_{89}$ , $M_{107}$ )ஐ ஆர். இ. பவர்ஸ் என்பவர் 1911 லும், 1914 லும் முறையே கண்டுபிடித்தார்.

ஒரு மெர்சென் எண் மெர்சென் பகாத்தனியாக இருக்குமா என மெய்த்தேர்வு செய்ய எடுவர்டு லூக்காஸ் 1856 இல் முன்மொழிந்த ஒருவகையான மீளுறுப்பு வரிசை (recurrence sequence) முறை மிகவும் பயனுடையதாக உள்ள ஒன்று ^[3]^[4]. இதனை டெரிக் லேமர் (Derrick Lehmer) 1930 இல் மேலும் வளர்த்தார். இம்முறை இன்று மெர்சென் எண்களுக்கு லூக்காஸ்-லேமர் மெய்த்தேர்வு என்று அறியப்படுகின்றது. குறிப்பாக இம்முறை என்ன கூறுகின்றதென்றால், இரண்டைவிட பெரிய அடுக்குப்படியாக இருந்தால், $n>2$ , மெர்சென் எண் $M_{n}=2^{n}-1$ ஆனது S_n−2 எண்ணை ஈவின்றி வகுத்தால் மட்டுமே $M_{n}$ என்பது பகாத்தனியாகும். இந்த S_n−2 என்ன வென்றால், முதலில் $S_{0}=4$ என்று கொண்டு, பின்னர் $k>0$ , $S_{k}=S_{k-1}^{2}-2$ என்னும்படியாக மீளுறுப்பு ஈடுகோளாக கொள்ளப்படுகின்றது.

கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மெர்சென் பகாத்தனிகளில் உள்ள இலக்கங்களின் வளர்ச்சி, ஆண்டுப் போக்கில் (கணினி கால வளர்ச்சியில்) எவ்வாறு வளர்ந்துள்ளன என்று காட்டும் வரைபடம். நெட்டச்சு மடக்கை (logarithmic) அளவில் உள்ளது என்பது நோக்கத்தக்கது.

மின்கணினிகள் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட பின் மெர்சென் பகாத்தனிகளைக் கண்டுபிடிப்பதில் புரட்சிகரமான வளர்ச்சி அடைந்துள்ளது. இம்முறையைக் கைக்கொண்டு கண்டுபிடித்த முதல் மெர்சென் பகாத்தனி M₅₂₁ ஆகும். இது காலை 10 மணிக்கு ஜனவரி 30, 1962 ஆண்டு நிறைவேறியது. இதற்குப் பயன்பட்ட கணினி, ஐக்கிய அமெரிக்க சீர்தர நிறுவகம் (National Bureau of Standards) வைத்திருந்த (SWAC) என்றழைக்கப்பட்ட வெஸ்டர்ன் ஆட்டொமாட்டிக் சொம்ப்யூட்டர் (Western Automatic Computer ஆகும். இக்கணினியைப் பயன்படுத்தி டெரிக் லேமர் தலைமையின் கீழ் பேராசிரியர் ரஃவீல் ராபின்சன் எழுதிய கணிநிரல் ஆணைகளைக் கொண்டு இம் மெர்சென் பகா எண்ணைக் கண்டுபிடித்த்னர். இந்த எண்ணே 38 ஆண்டுகளுக்குப் பின் கண்டுபிடிக்கப்பட்ட மெர்சென் பகாத்தனி. அடுத்த மெர்சென் பகாத்தனியாகிய M₆₀₇, அடுத்த இரண்டுமணி நேரத்தில் கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அடுத்த மூன்று மெர்சென் பகாத்தனிகளையும் — M₁₂₇₉, M₂₂₀₃, M₂₂₈₁ — இதே கணிநிரலைக் கொண்டு அடுத்த சில பாதங்களில் கண்டுபிடித்தனர். அடுத்ததாக கண்டு பிடித்த M₄₂₅₃ மெர்சென் பகாத்தனியே 1000 இலக்கங்களைத் தாண்டிய நீளமுடைய டைட்டானிக் என்றழைக்கப்படும் பகாத்தனி. ஆகும். அதன் பின்னர் ஜைகாண்டிக் என்றழைக்கப்பட்ட 10,000 இலக்கங்களையும் தாண்டிய நீளம் கொண்ட M₄₄₄₉₇ கண்டுபிடிக்கப்பட்டது. அதன் பின்னர் மெகா பகாத்தனி என்றழைக்கப்படும் ஒரு மில்லியன் இலக்கங்களையும் தாண்டிய நீளமுடைய M_6,972,593 கண்டுபிடிக்கப்பட்டது ^[5] எவ்வகையான பகாத்தனிகளை கணக்கில் இவை மூன்றும்தான் இவ்வளவு பெரியதாக உள்ள முதல் பகாத்தனிகள். செப்டம்பர் 2008 இல் “கிம்ப்” இல் பங்கு கொண்டு ஏறத்தாழ 13 மில்லியன் இலக்கங்கள் நீளம் கொண்ட மெர்சென் பகாத்தனியை லாஸ் ஏஞ்சலஸ் பல்கலைக்கழகக் கணிதவியலாளர்கள் கண்டுபிடித்து, எலெக்ட்ரானிக் ஃவிராண்டியர் பவுண்டேசன் (Electronic Frontier Foundation) அறிவித்திருந்த, அமெரிக்க $100,000 பரிசை வென்றார்கள். இப்பரிசை 10 மில்லியல் இலக்கத்திற்கும் கூடுதலான நீளம் உடைய பகாத்தனி எண்ணைக் கண்டுபிடிப்பவருக்குத் தருவதாக அறிவிக்கப்பட்டு இருந்தது. இதுவே யூசிஎல்ஏ (UCLA) ஆய்வாளர்கள் கண்டுபிடித்த 8 ஆவது மெர்சென் பகாத்தனி. .^[6]

மெர்சென் எண்களைப் பற்றிய தேற்றங்கள்[தொகு]

1) n என்பது நேர்ம முழு எண்ணாக இருந்தால் ( positive integer), ஈருறுப்புத் தேற்றத்தின்படி (பைனோமியல் தேற்றம்), நாம் கீழ்க்காணுமாறு எழுதலாம்:

c^{n}-d^{n}=(c-d)\sum _{k=0}^{n-1}c^{k}d^{n-1-k},

வேறுவிதமாக எழுதுவதென்றால், c = 2^a, d = 1, மற்றும் n = b என்று கொள்வதன் மூலம், கீழ்க்காணுமாறு எழுதலாம்.

(2^{a}-1)\cdot \left(1+2^{a}+2^{2a}+2^{3a}+\cdots +2^{(b-1)a}\right)=2^{ab}-1

நிறுவல்

(a-b)\sum _{k=0}^{n-1}a^{k}b^{n-1-k}

=\sum _{k=0}^{n-1}a^{k+1}b^{n-1-k}-\sum _{k=0}^{n-1}a^{k}b^{n-k}

=a^{n}+\sum _{k=1}^{n-1}a^{k}b^{n-k}-\sum _{k=1}^{n-1}a^{k}b^{n-k}-b^{n}

=a^{n}-b^{n}

2) 2ⁿ − 1 என்பது பகாத்தனி (பகா எண்) எனில், அடுக்குப் படி n உம் பகாத்தனி.

நிறுவல்

கீழ்க்காணும் ஈடுகோளின் படி (சமன்பாட்டின் படி)

(2^{a}-1)\cdot \left(1+2^{a}+2^{2a}+2^{3a}+\cdots +2^{(b-1)a}\right)=2^{ab}-1

அடுக்குப்படி nபகாத்தனியாக இல்லாவிடில், அதாவது n = ab (இரண்டெண்களின் பெருக்குத்தொகையாக பகு எண்ணாக இருந்தால்), 1 < a, b < n.

எனவே, 2^a − 1 என்பது 2ⁿ − 1 ஐ வகுக்கும், என்பதால் 2ⁿ − 1 என்பது பகாத்தனி அல்ல.

3) p என்பது ஒற்றைப்படை பகா எண்ணாக இருந்தால், 2^p − 1 ஐ வகுக்கும் q என்னும் எந்தப் பகா எண்ணும் 1 கூட்டல் 2p இன் முழு எண் பெருக்குத்தொகையாக இருத்தல் வேண்டும். 2^p − 1 என்பது பகா எண்ணாக இருந்தாலும் இது உண்மையாக இருத்தல் வேண்டும். எடுத்துக்காட்டு-1: 2⁵ − 1 = 31

என்பது ஒரு பகாத்தனி; 31 என்பது 1 கூட்டல் 2×5 என்பதின் முழு எண் பெருக்குத்தொகை. எடுத்துக்காட்டு-2: 2¹¹ − 1 = 23×89, 23 = 1 + 2×11, மற்றும் 89 = 1 + 8×11, மேலும் 23×89 = 1 + 186×11.

நிறுவல்

2^p − 1 என்பதை ‘’q’’ வகுக்கும் என்றால், 2^p ≡ 1 (mod q). ஃவெர்மாவின் குட்டித் தேற்றத்தின் படி (Fermat's Little Theorem), 2^{(q − 1)} ≡ 1 (mod q). p என்பதும் q − 1 என்பதும் ஒன்றுக்கொன்று பகா எண்களாகக் கொள்வோம். மேற்காட்டியது போன்றே ஃவெர்மாவின் குட்டித் தேற்றத்தைப் பயன்படுத்தினால், (q − 1)^{(p − 1)} ≡ 1 (mod p) என்றாகும். எனவே x ≡ (q − 1)^{(p − 2)} என ஓரெண் உள்ளது, அதற்கு (q − 1)•x ≡ 1 (mod p). எனவே k என்னும் எண்ணானது (q − 1)•x − 1 = kp என்பதற்கு ஒப்புமாறு உள்ளது. 2^{(q − 1)} ≡ 1 (mod q) என்பதால், முற்றீடான (congruence) இருபக்கத்தினையும் x படியாக உயர்த்தினால் 2^{(q − 1)x} ≡ 1 என்றாகும், ஏனெனில், 2^p ≡ 1 (mod q) என்பதால், முற்றீட்டின் இருபக்கத்ஹ்டையும் k படியாக உயர்த்தினால் கிடைப்பது 2^kp ≡ 1. எனவே 2^{(q − 1)x} ÷ 2^kp = 2^{(q − 1)x − kp} ≡ 1 (mod q). ஆனால் வரையறையின்படி, (q − 1)x − kp = 1 என்பதால், என்ன சுட்டுகின்றது என்றால் 2¹ ≡ 1 (mod q); வேறு விதமாக சொல்வதென்றால், 1 ஐ q வகுக்கின்றது. ஆகவே முதலில் p யும் (q − 1) உம் ஒன்றுக்கொன்று பகா எண்கள் என்று கொண்ட முதற்கோள் (assumption) செல்லுபடியாகாது. P என்பது பகா எண் ஆகையால் q − 1 என்பது p யின் ஒரு முழு எண் பெருக்குத்தொகையாக இருத்தல் வேண்டும்.

4) p என்பது ஒற்றைப்படை பகாத்தனியாக இருந்தால், $2^{p}-1$ வகுக்கும் q என்னும் எந்த பகாத்தனியும் $\pm 1{\pmod {8}}$ என்பதற்கு முற்றீடாக இருத்தல் வேண்டும். நிறுவல்: $2^{p+1}=2{\pmod {q}}$ , எனவே $2^{(p+1)/2}$ என்பது 2 modulo $q$ என்பதின் வர்கமூலம் (square root). இருபடிய நேர் எதிர்மையின் படி, வர்க்க மூலம் கொண்ட எந்த பகாத்தனி மாடுலோவும் $\pm 1{\pmod {8}}$ க்கு முற்றீடு (இக்கூற்று சரி பார்த்தல் வேண்டும் ).

வரலாறு[தொகு]

இன்று நாம் மெர்சென் பகாத்தனி என்றழைக்கும் எண்கள் பற்றி, பெர்ஃவெக்ட் எண்ணுடன் (perfect number) (சீர்நிறை எண்) தொடர்பு படுத்தி யூக்கிளிட் எழுதியுள்ளார். மெர்சென் என்னும் எண்ணின் பெயர் 17 ஆவது நூற்றாண்டைச் சேர்ந்த மாரின் மெர்சென் என்னும் பிரான்சிய ஆய்வாளரின் பெயரை ஒட்டி சூட்டப்பட்டது. இவர் மெர்சென் பகாத்தனிகளின் பட்டியலை அடுக்குப்படி 257 வரை குறித்து வைத்திருந்தார், ஆனால் அப்பட்டியலில் உள்ள M₆₇ மற்றும் M₂₅₇ ஆகிய இரண்டும் பகு எண்கள் (பகா எண்கள் அல்ல); மேலும் கீழ்க்காணும் மெர்சென் பகா எண்களை குறிக்கத் தவறி விட்டார்: M₆₁, M₈₉, M₁₀₇.மெர்சென் அவருடைய பட்டியலில் உள்ள எண்களை எவ்வாறு தேர்வு செய்தார் என்னும் விளக்கம் இல்லை^[7], ஆனால் கூர்மையான மெய்த்தேர்வு இரண்டு நூற்றாண்டுகளுக்கும்ப் பின் நிகழ்ந்தது.

தெரிந்த மெர்சென் பகாத்தனிகளின் பட்டியல்[தொகு]

கீழே உள்ள அட்டவனை இன்றுவரை அறிந்த எல்லா மெர்சென் பகாத்தனிகளையும் காட்டுகின்றது (OEIS-இல் வரிசை A000668)

#	p	M_p	M_p இல் உள்ள இலக்கங்கள்	கண்டுபிடித்த நாள்	கண்டுபிடிப்பாளர்கள்
1	2	3	1	கி.மு. 5வது நூற்றாண்டு^[8]	பழங்கிரேக்க கணிதவிலாளர்கள்
2	3	7	1	கி.மு. 5வது நூற்றாண்டு^[8]	பழங்கிரேக்க கணிதவிலாளர்கள்
3	5	31	2	கி.மு. 3வது நூற்றாண்டு^[8]	பழங்கிரேக்க கணிதவிலாளர்கள்
4	7	127	3	கி.மு. 3வது நூற்றாண்டு^[8]	பழங்கிரேக்க கணிதவிலாளர்கள்
5	13	8191	4	1456	பெயர் அறியாதவர் ^[9]
6	17	131071	6	1588	கட்டால்டி
7	19	524287	6	1588	கட்டால்டி
8	31	2147483647	10	1772	லியோனார்டு ஆய்லர்
9	61	2305843009213693951	19	1883	பெரூசின்
10	89	618970019…449562111	27	1911	ஆர். இ. பவர்ஸ்
11	107	162259276…010288127	33	1914	பவர்ஸ்^[10]
12	127	170141183…884105727	39	1876	எடுவர்டு லூக்காஸ்
13	521	686479766…115057151	157	ஜனவரி 30, 1952	ரஃவீல் ராபின்சன்
14	607	531137992…031728127	183	ஜனவரி 30, 1952	ராபின்சன்
15	1,279	104079321…168729087	386	ஜூன் 25, 1952	ராபின்சன்
16	2,203	147597991…697771007	664	அக்டோபர் 7, 1952	ராபின்சன்
17	2,281	446087557…132836351	687	அக்டோபர் 9, 1952	ராபின்சன்
18	3,217	259117086…909315071	969	செப்டம்பர் 8, 1957	ஹன்ஸ் ரீசல்
19	4,253	190797007…350484991	1,281	November 3, 1961	அலெக்சாண்டர் ஹுர்விட்ஸ்
20	4,423	285542542…608580607	1,332	November 3, 1961	Hurwitz
21	9,689	478220278…225754111	2,917	May 11, 1963	டொனால்டு கில்லீசு
22	9,941	346088282…789463551	2,993	May 16, 1963	கில்லீசு்
23	11,213	281411201…696392191	3,376	June 2, 1963	கில்லீசு
24	19,937	431542479…968041471	6,002	March 4, 1971	பிரயன்ட் டக்கர்மன்
25	21,701	448679166…511882751	6,533	October 30, 1978	லண்டன் கர்ட் நோல் & லாரா நிக்கல்
26	23,209	402874115…779264511	6,987	February 9, 1979	நோல்
27	44,497	854509824…011228671	13,395	April 8, 1979	ஹாரி நெல்சன் & டேவிட் சுலோவின்ஸ்கி
28	86,243	536927995…433438207	25,962	September 25, 1982	சுலோவின்ஸ்கி
29	110,503	521928313…465515007	33,265	January 28, 1988	வால்ட் கோல்க்கிட் & லூக் வெல்ஷ்
30	132,049	512740276…730061311	39,751	September 19, 1983^[8]	சுலோவின்ஸ்கி
31	216,091	746093103…815528447	65,050	September 1, 1985^[8]	சுலோவின்ஸ்கி
32	756,839	174135906…544677887	227,832	February 19, 1992	சுலோவின்ஸ்கி & பால் கேஜ் on Harwell Lab Cray-2^[11]
33	859,433	129498125…500142591	258,716	January 4, 1994^[12]	சுலோவின்ஸ்கி & கேஜ்
34	1,257,787	412245773…089366527	378,632	September 3, 1996	Slowinski & Gage^[13]
35	1,398,269	814717564…451315711	420,921	November 13, 1996	GIMPS / ஜோயெல் ஆர்மென்காட்^[14]
36	2,976,221	623340076…729201151	895,932	August 24, 1997	GIMPS / கோர்டன் ஸ்பென்ஸ்^[15]
37	3,021,377	127411683…024694271	909,526	January 27, 1998	GIMPS / ரோலண்ட் கிளார்க்சன்^[16]
38	6,972,593	437075744…924193791	2,098,960	June 1, 1999	GIMPS / நாராயன் ஹஜ்ரட்வாலா^[17]
39	13,466,917	924947738…256259071	4,053,946	November 14, 2001	GIMPS / மைக்கேல் கேமரான்^[18]
40^[*]	20,996,011	125976895…855682047	6,320,430	November 17, 2003	GIMPS / மைக்கேல் ஷேஃவர்^[19]
41^[*]	24,036,583	299410429…733969407	7,235,733	May 15, 2004	GIMPS / ஜாஷ் ஃவிண்ட்லி^[20]
42^[*]	25,964,951	122164630…577077247	7,816,230	February 18, 2005	GIMPS / மார்டின் நோவாக்^[21]
43^[*]	30,402,457	315416475…652943871	9,152,052	December 15, 2005	GIMPS / கர்ட்டிஸ் கூப்பர் & ஸ்டீஃவன் பூன்^[22]
44^[*]	32,582,657	124575026…053967871	9,808,358	September 4, 2006	GIMPS / கர்ட்டிஸ் கூப்பர் & ஸ்டீஃவன் பூன்^[23]
45^[*]	37,156,667	202254406…308220927	11,185,272	September 6, 2008	GIMPS / ஹன்ஸ்-மைக்கேல் எல்வெனிச்^[24]
46^[*]	43,112,609	316470269…697152511	12,978,189	August 23, 2008	GIMPS / எட்சன் ஸ்மித்^[24]

It is not known whether any undiscovered Mersenne primes exist between the 39th (M_13,466,917) and the 46th (M_43,112,609) on this chart; the ranking is therefore provisional. For a historical example, note that the 29th Mersenne prime was discovered after the 30th and the 31st. It is also remarkable that the current record holder was followed 14 days later by a smaller Mersenne prime.

46 ஆவது மெர்சென் பகாத்தனியின் நீளத்தை உணர்வதற்குக் கீழ்க்காணும் ஒப்பீடு உதவும். இந்த பகாத்தனியை பதின்ம (பத்தின் அடிப்படையான) எண்ணாக அச்சிட்டுக் காட்டுவதற்கு ஒரு வரிக்கு 75 இலக்கங்களாக ஒஉர் பக்கத்திற்கு 50 வரிகள் அச்சிட்டால் 3,461 பக்கங்கள் பிடிக்கும் ^[8].

மெர்சென் எண்களைக் காரணிப்படுதல் (பெருக்கணிப்படுதல்)[தொகு]

மெர்சென் எண்கள், தனிவகை எண் சல்லடை (special number field sieve, SNFS) தீர்படித்திட்டத்தை (algorithm), மெய்த்தேர்வு செய்ய சிறந்தவை. பெரும்பாலும் மிகப்பெரிய எண்கள் காரணிகளாக பிரித்தெடுக்கப்பட்ட பொழுது அவை மெர்சென் எண்களாக இருந்தன. மார்ச் 2007 வரையிலும், $2^{1039}-1$ என்னும் எண்ணே வெற்றிப்பதிவு-பெற்ற பெரிய எண். இது சில நூறு கணினிகளின் உதவியால் ஏறத்தாழ ஓராண்டாக கணித்த பின் பெற்ற விடை. இக்கணிப்புகளை சப்பானைச் சேர்ந்த NTTயிலும், சுவிட்சர்லாந்தை சேர்ந்த EPFL இலும் செய்தார்கள் . மேலும் செய்திகளுக்கும் இணைப்புகளுக்கும் முழு எண் காரணி வெற்றிப்பதிவுகளைப் பார்க்கவும்.

சீர்நிறை எண்கள்[தொகு]

சீர்நிறை எண்களுக்கும் (perfect numbers) மெர்சென் பகாத்தனிகளுக்கும் இடையே உள்ள தொடர்பு பலருக்கும் ஆர்வமூட்டுவட்து. கி.மு 4 வது நூற்றாண்டில், யூக்ளிட் நிறுவியது: M_n மெர்சென் பகாத்தனி என்றால்

2ⁿ⁻¹×(2ⁿ−1) = M_n(M_n+1)/2

என்பது இரட்டைப்படை சீர்நிறை எண். எல்லா இரட்டைப்படை சீர்நிறை எண்களும் இவ்வடிவம் கொண்டவை என்று 18 ஆவது நூற்றாண்டில், லியோனார்டு ஆய்லர் நிறுவினார். இதுபோல் ஒற்றைப்படையான சீர்நிறை எண்கள் உள்ளனவா என்று தெரியவில்லை.

பொதுமைப்பாடு[தொகு]

இரும எண் முறையில், 2ⁿ − 1 என்பது 1 ஐ n முறை பக்கவாட்டில் அடுக்கினால் பெறலாம். எடுத்துக்காட்டாக, 2⁵ − 1 = 11111₂ இரும எண் முறை வடிவ ஈடு (representation). எனவே மெர்சென் பகாத்தனிகள் இரும எண் முறையில் ஒற்றடுக்குப் பகாத்தனி (repunit prime).

பயன்பாடு[தொகு]

இன்றைய மின்வழி கருத்து, செய்திகள், வணிக தொடர்பாடல்களுக்கு மிகப் பெரிய பகா எண்கள் மிகவும் தேவைப்படும் ஒன்று. இவை கமுக்க (இரகசிய) அல்லது மறைவாக பொது ஊடங்கங்கள் வழியே செய்திகளை செலுத்தி வாங்கும் துறைகளில் மிகவும் பயன்படுகின்றது. இத்துறையைக் கமுக்கவியல் அல்லது கமுக்கமுறையியல் (கிரிப்டோகிராவி Cryptography) என்பர். இந்த கமுக்கவியல் கருத்துகளின் துணையுடன்தான் அன்றாடம் மக்கள் பயன்படுத்தும் தானியங்கி பணம்வழங்கி முதல், நாளொன்றுக்குப் பல பில்லியன் டாலர் கணக்கில் பண உறவாட்டம் நடைபெறும் பங்குச் சந்தைகள் கொடுக்கல்-வாங்கல்கள் முதலியன் நடைபெறுகின்றன.

மேற்கோள்கள்[தொகு]

↑ Regius, Hudalricus. Utrisque Arithmetices Epitome. http://books.google.de/books?id=hs85AAAAcAAJ&printsec=frontcover&dq=Utriusque+Arithmetices+epitome&hl=de&ei=o4cDTb10y_WyBur_8PkJ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCoQ6AEwAA#v=onepage&q=2047&f=false.
↑ The largest known prime has been a Mersenne prime since 1952, except between 1989 and 1992; see Caldwell, "The Largest Known Prime by Year: A Brief History" from the Prime Pages website, University of Tennessee at Martin.
↑ The Prime Pages, The Largest Known Prime by Year: A Brief History.
↑ Prime Curios!, 17014...05727 (39-digits).
↑ The Prime Pages, The Prime Glossary: megaprime.
↑ UCLA mathematicians discover a 13-million-digit prime number, Los Angeles Times, September 27, 2008
↑ The Prime Pages, Mersenne's conjecture.
↑ ^8.0 ^8.1 ^8.2 ^8.3 ^8.4 ^8.5 ^8.6 Landon Curt Noll, Mersenne Prime Digits and Names.
↑ The Prime Pages, Mersenne Primes: History, Theorems and Lists.
↑ The Prime Pages, M₁₀₇: Fauquembergue or Powers?.
↑ The Prime Pages, The finding of the 32nd Mersenne.
↑ Chris Caldwell, The Largest Known Primes பரணிடப்பட்டது 1998-12-02 at the வந்தவழி இயந்திரம்.
↑ The Prime Pages, A Prime of Record Size! 2^1257787-1.
↑ GIMPS Discovers 35th Mersenne Prime.
↑ GIMPS Discovers 36th Known Mersenne Prime.
↑ GIMPS Discovers 37th Known Mersenne Prime.
↑ GIMPS Finds First Million-Digit Prime, Stakes Claim to $50,000 EFF Award.
↑ GIMPS, Researchers Discover Largest Multi-Million-Digit Prime Using Entropia Distributed Computing Grid.
↑ GIMPS, Mersenne Project Discovers Largest Known Prime Number on World-Wide Volunteer Computer Grid.
↑ GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^24,036,583-1.
↑ GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^25,964,951-1.
↑ GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^30,402,457-1.
↑ GIMPS, Mersenne.org Project Discovers Largest Known Prime Number, 2^32,582,657-1.
↑ ^24.0 ^24.1 Titanic Primes Raced to Win $100,000 Research Award. Retrieved on 2008-09-16.

வெளி இணைப்புகள்[தொகு]

GIMPS home page
Mersenne Primes: History, Theorems and Lists - explanation
GIMPS status - status page gives various statistics on search progress, typically updated every week, including progress towards proving the ordering of primes 40–46
M_q = (8x)² − (3qy)² Mersenne proof (pdf)
M_q = x² + d•y² math thesis பரணிடப்பட்டது 2005-02-21 at the வந்தவழி இயந்திரம் (ps)
Mersenne prime bibliography^{[தொடர்பிழந்த இணைப்பு]} with hyperlinks to original publications
(செருமன் மொழி) report about Mersenne primes — detection in detail
GIMPS wiki பரணிடப்பட்டது 2006-12-05 at the வந்தவழி இயந்திரம்
Will Edgington's Mersenne Page பரணிடப்பட்டது 2014-10-14 at the வந்தவழி இயந்திரம் — contains factors for small Mersenne numbers
a file containing the smallest known factors of all tested Mersenne numbers (requires program to open)
Decimal digits and English names of Mersenne primes

கணிதவுலக இணைப்புகள்[தொகு]

Weisstein, Eric W., "Mersenne number", MathWorld.
Weisstein, Eric W., "Mersenne prime", MathWorld.
44th Mersenne Prime Found

[1] Regius, Hudalricus. Utrisque Arithmetices Epitome. http://books.google.de/books?id=hs85AAAAcAAJ&printsec=frontcover&dq=Utriusque+Arithmetices+epitome&hl=de&ei=o4cDTb10y_WyBur_8PkJ&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=1&ved=0CCoQ6AEwAA#v=onepage&q=2047&f=false.

[2] The largest known prime has been a Mersenne prime since 1952, except between 1989 and 1992; see Caldwell, "The Largest Known Prime by Year: A Brief History" from the Prime Pages website, University of Tennessee at Martin.

[3] The Prime Pages, The Largest Known Prime by Year: A Brief History.

[4] Prime Curios!, 17014...05727 (39-digits).

[5] The Prime Pages, The Prime Glossary: megaprime.

[6] UCLA mathematicians discover a 13-million-digit prime number, Los Angeles Times, September 27, 2008

[7] The Prime Pages, Mersenne's conjecture.

[isthe-8] 8.0 ^8.1 ^8.2 ^8.3 ^8.4 ^8.5 ^8.6 Landon Curt Noll, Mersenne Prime Digits and Names.

[9] The Prime Pages, Mersenne Primes: History, Theorems and Lists.

[10] The Prime Pages, M₁₀₇: Fauquembergue or Powers?.

[11] The Prime Pages, The finding of the 32nd Mersenne.

[12] Chris Caldwell, The Largest Known Primes பரணிடப்பட்டது 1998-12-02 at the வந்தவழி இயந்திரம்.

[13] The Prime Pages, A Prime of Record Size! 2^1257787-1.

[14] GIMPS Discovers 35th Mersenne Prime.

[15] GIMPS Discovers 36th Known Mersenne Prime.

[16] GIMPS Discovers 37th Known Mersenne Prime.

[17] GIMPS Finds First Million-Digit Prime, Stakes Claim to $50,000 EFF Award.

[18] GIMPS, Researchers Discover Largest Multi-Million-Digit Prime Using Entropia Distributed Computing Grid.

[19] GIMPS, Mersenne Project Discovers Largest Known Prime Number on World-Wide Volunteer Computer Grid.

[20] GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^24,036,583-1.

[21] GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^25,964,951-1.

[22] GIMPS, Mersenne.org Project Discovers New Largest Known Prime Number, 2^30,402,457-1.

[23] GIMPS, Mersenne.org Project Discovers Largest Known Prime Number, 2^32,582,657-1.

[mp-24] 24.0 ^24.1 Titanic Primes Raced to Win $100,000 Research Award. Retrieved on 2008-09-16.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[*]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]