¿Por qué son importantes los números primos en la vida real? ¿Qué uso práctico tienen los números primos?

1. El número primo es importante cuando se trata de criptografía . Especialmente algoritmo RSA. Esto se debe a que para hackearlo, un método común es usar la resta de suma y otros operadores elementales que pueden ser difíciles con los códigos de números primos.

2. También hay algo llamado Cicada Prime

Cigarras son insectos que hibernan bajo tierra y emergen cada 13 o 17 años para aparearse y morir (mientras que las cigarras recién nacidas se dirigen bajo tierra para repetir el proceso). Algunas personas han especulado que la hibernación de 13/17 años es el resultado de presiones evolutivas. Si las cigarras hibernaran durante X años y tuvieran un depredador que sufriera una hibernación similar durante varios años, digamos durante Y años, entonces las cigarras se comerían si Y dividiera X. Entonces, al “elegir” números primos, hicieron que sus depredadores fueran mucho menos propensos a Despierta en el momento adecuado.

Los matemáticos exploran el misterioso vínculo de la cigarra con los números primos

¿Aplicaciones del mundo real de números primos?

3. Los premios también son útiles cuando se generan números pseudoaleatorios. El número primo nos ayuda a dividir el patrón y ayuda a promover series aleatorias reales. Generador de números aleatorios de Lehmer

Me encanta esta pregunta Mis puntos de vista:

Primero hubo cero. Entonces hubo uno. Filosóficamente, primero no había nada y luego había algo. Supongamos que surgió algo de la nada. Incluso si sucedió en un número infinitamente pequeño, potencialmente infinito de pasos, bueno, sucedió.

Ahora, ¿qué pasa si el universo tiene 0 y 1. ¿Qué puede hacer todo? No olvidemos que también tiene el “conocimiento” de cómo pasar de 0 a 1. No es conocimiento inteligente, ni conocimiento deliberado, sino conocimiento existencial. Si tuviera que apostar por las próximas acciones de un universo así, diría que eventualmente será 2.

Una vez que el universo evolucionó, no hubo forma de detenerlo. Hizo 3, 4, 5 y así sucesivamente. Pero había una advertencia. Para llegar a la idea de cada número, primero se tuvieron que tomar muchos pasos. Finalmente, esos pasos se internalizaron y 4 existió tan naturalmente como 1 + 1 + 1 + 1. Pero ese paso seguía siendo un paso, aunque rápido e internalizado.

Con copias infinitas de un número infinito de números existentes por una cantidad de tiempo infinita, es muy probable que algunas se unan (puede que se sigan mirando entre ellas esperando que la otra haga contacto visual primero) y eventualmente desarrollen la multiplicación.

¡Oh, oh!
Ahora la adición parece una forma muy antigua de hacer las cosas. No necesita una comunidad de trabajadores para hacer las cosas lentamente. Dos héroes podrían unirse, sacar sus varitas, cantar multiplicus y “alcanzar” un nuevo número en un solo paso.

Una vez que el universo desarrolló la multiplicación, descubrió que su ritmo cardíaco aumentaba, su respiración se volvía superficial, sudaba y descubría para su deleite que disfrutaba de la creación. La adición estaba “sucediendo”. Fue pasivo La multiplicación estaba “haciendo”. Fue adrenalina.

Una vez que el universo evolucionó la multiplicación, todo tenía que ser un múltiplo. El diseño era tan elegante y tan de próxima generación, que todo tenía que ser vestido con él. Todo tenía que definirse como un múltiplo.

Ahora, aquí está la cosa: el diseño elegante tenía un defecto. Hubo disidentes. Algunos números, solitarios desde el principio, solo podían alcanzarse mediante la suma, a la antigua usanza.

Aunque la velocidad para alcanzar esos números se había vuelto tan rápida que no importaba cuántos 1s necesitabas pisar, todavía era un punto que, la única forma de alcanzarlos era pasear por esos 1s.

Estos solitarios, estos antiguos números de supremacistas a los que se puede acceder por adición son Primes. Son los verdaderos PRIMALES. Son viejos, viejos.

Ellos “saben” cómo se creó el mundo. De 0 y 1. Ellos “recuerdan”.

(Fig: Primes hasta 1000)

***

Estoy muy contento de que este pensamiento mío, por ingenuo que sea, finalmente esté en el mundo.

Se siente (piensa) aún mejor cuando ves el universo como cerebro humano y cada nuevo número flota hasta que algo dice ¡Ajá!

Cuando nacemos, nos lleva un tiempo acostumbrarnos a la idea de “2”. Observe a los bebés y niños pequeños: entienden cero y uno de inmediato. Incluso antes de que empiecen a entender, lo que se llama Permanencia de Objetos (significa que saben que cuando mamá se esconde detrás de la manta, ella todavía existe), incluso antes de Permanencia de Objetos, no saben nada ni nada.

Luego, aprenden el concepto de cero y muchos antes de aprender los números, otra manifestación de nada y algo. Luego aprenden el concepto de cero, uno y muchos, la mayoría de las veces solos. Una vez que les enseñamos, 2, 3, etc., hay poco trabajo involucrado en enseñarles más números.

En el momento en que somos adultos, los números están tan internalizados que no notamos una diferencia en pensar en 1 o 100. Pero existe esa muy rápida velocidad de pensamiento para dar cuenta.

Yo diría que “percibimos” 0 y 1, y “pensamos” todos los demás números. Y los Primes son la prueba: nos tomamos un tiempo infinitamente más pequeño pensando en 67 que en 98.

Desearía que hubiera una manera de verificar esta hipótesis.

El uso práctico más notable de los números primos es en criptografía. Muchos algoritmos populares utilizados en la criptografía de clave pública, que tiene numerosas y extremadamente importantes aplicaciones de seguridad (su computadora probablemente esté utilizando varios de estos algoritmos en este mismo momento), se basan en el hecho de que la factorización de enteros es un problema “muy difícil”.

Lo que esto significa es que el tiempo requerido para factorizar enteros en sus factores primos crece (aproximadamente) exponencialmente con el número de bits en el entero. Entonces, si el cifrado usa enteros muy grandes, tomaría una cantidad de tiempo poco realista para “descifrarlo”.

Si (o cuándo) las computadoras cuánticas se vuelven realidad, tendrían el potencial de hacer que todos estos algoritmos sean obsoletos, ya que existen algoritmos cuánticos (en particular el algoritmo de Shor) que pueden factorizar enteros arbitrariamente grandes mucho más rápido que cualquier algoritmo clásico conocido. Esto ha llevado al campo muy importante de la criptografía post-cuántica.

Hay otros usos prácticos, quizás menos notables, de números primos. La mayoría de ellos están relacionados con el hecho de que la factorización prima es única . Un ejemplo bien conocido de esto es la numeración de Gödel. Este ingenioso método le permite codificar cualquier tipo de información de cualquier longitud como un solo entero, utilizando productos de potencias de números primos. Tiene muchos usos importantes en las pruebas matemáticas, sobre todo en las pruebas de los teoremas de incompletitud de Gödel.

Criptografía

  1. RSA: cada vez que compra algo con su tarjeta de crédito en portales en línea, por ejemplo, en Amazon, eBay o Flipkart, los números primos entrar en acción Antes de enviar el número de su tarjeta a través de los cables, debe estar encriptada por seguridad, y una vez que la recibe el comerciante, debe desencriptarla. Uno de los esquemas de cifrado más comunes, el algoritmo RSA, se basa en números primos. Utiliza una “clave pública”, información que está disponible públicamente y una “clave privada”, algo que solo tiene la parte decodificadora (comerciante) . En términos generales, la clave pública consta de un gran número que es el producto de dos números primos, y la clave privada consta de esos dos números primos . Es muy difícil factorizar un gran número dado en primos. Por ejemplo, a los investigadores les tomó dos años recientemente factorizar un número de 232 dígitos, incluso con cientos de computadoras paralelas. Es por eso que el algoritmo RSA es tan efectivo.
  2. Intercambio de claves Diffie-Hellman: Alice y Bob quieren compartir una clave secreta para usar en un cifrado simétrico, pero su único medio de comunicación es inseguro. Cada pieza de información que intercambian es observada por su adversario. Parece un problema imposible de resolver. Gracias a los números primos de nuevo!
    • Alice y Bob acuerdan un número primo, p, y una base, g, por adelantado. Para nuestro ejemplo, supongamos que p = 23 yg = 5.
    • Bob elige un número entero secreto b cuyo valor es 15 y calcula B = g ^ b mod p. En este ejemplo, B tiene el valor de 19.
    • Alice envía A a Bob y Bob envía B a Alice.
    • Para obtener el secreto compartido, Alice calcula s = B ^ a mod p. En este ejemplo, Alice obtiene el valor de s = 2
    • Para obtener el secreto compartido, Bob calcula s = A ^ b mod p. En este ejemplo, Bob obtiene el valor de s = 2.
  3. El algoritmo es seguro porque los valores de ayb, que se requieren para derivar s, no se transmiten a través del cable.

La historia de amor de la cigarra con los números primos:
La historia de amor de la cigarra con números primos


Si tienes un número importante de dulces, no puedes compartirlos por igual con las personas que te rodean. Hay tres casos:

  • No comparta para evitar discusiones, ¡más dulces para usted!
  • Comparta pero tenga dulces sobrantes para usted, ¡más dulces para usted!
  • Comparta, pero tenga al menos un caramelo sobrante que regala, lo que lo hace lucir muy generoso, o tal vez lo use como soborno.

De cualquier manera, ¡tú ganas! Por eso a los matemáticos les gustan los números primos.

La turbina de gas y los ejes de la turbina de vapor vibran a bajos armónicos, como 2,3,4,5 veces la frecuencia de rotación. Como tal, 60 cuchillas, por ejemplo, sería un número muy malo, porque la vibración de las cuchillas solo mejoraría estas vibraciones de bajo orden. Es mucho mejor tener 59 o 61 cuchillas (ambos números primos) ya que esto dará una vibración de paso de cuchilla a 59 o 61 veces la velocidad de rotación, y no habrá interacciones con las vibraciones de eje de bajo orden.

Mi objetivo es usar números primos para resolver la compresión infinita de datos, pero eso me está adelantando un poco.

Los primos tienen propiedades de unicidad tales que multiplicar primos juntos produce resultados únicos, por ejemplo, multiplicar 3 * 7 = 21, que es un método único para crear 21.

Singularidad es un término confuso en matemáticas, al menos para mí, porque cuando trato de pensar, ¿qué significa ser único en términos de números? y simplemente no puedo pensar mucho más allá de eso, por lo que la unicidad para mí describe una ruta o vector único para llegar a un punto específico, lo que también hace que el punto en sí sea único, al menos en términos de la ruta para llegar a ese punto .

Puede explotar ese concepto usando pequeños números primos para crear algo así como una base de datos perfecta y, de hecho, el primer programa que escribí a principios de los años ochenta había probado ese método en un programa de directorio telefónico.

Así que escribí un programa de directorio telefónico que era una única base de datos que podía actuar como 10 bases de datos independientes, pero que funcionaba con una eficiencia perfecta en términos de tamaño de almacenamiento, flexibilidad y eficiencia del operador, o para decirlo sin modestia, fue un buen truco.

La interfaz se comportaría como 10 guías telefónicas en las que podría usar una para el trabajo, la familia, los amigos, etc. Puede ingresar un nuevo registro o editar, eliminar o incluso “copiar” un registro existente a otro libro.

Solo que, en realidad, nunca copió el registro, solo hizo que el registro fuera accesible a otra base de datos. Luego, si alguna vez tuvo que cambiar un registro, cambió para todas las guías telefónicas que tenían acceso. cambiarlos de forma manual e independiente no fue solo un dolor, sino peligroso porque es difícil saber si no se perdió un registro que necesitaba actualizarse. Se marcó un número incorrecto y podría terminar en una lista de observación. Es una broma

Un solo registro podría estar en cualquier número de libros hasta las 10 guías telefónicas que había deseado, pensé que resultó que solo podía alcanzar 9. (más adelante).

Entonces, ¿cómo pueden los primos hacer eso?

Fácil, comience con un único DB ordenado con n registros y 10 guías telefónicas, que eran solo una etiqueta y un número primo único. Los primeros 10 primos son:

2,3,5,7,11,13,17,19,23,29

Si cada libro tiene un número primo (PN) único

Luego, cada registro tendría asociado un Índice de números primos (PNI) que podría ser un número primo o alguna combinación de primos mediante multiplicación.

ejemplo:

Bob es un colega de trabajo, un amigo y un jugador de póker, por lo que estaba en 3 guías telefónicas que tenían números primos: 2, 3 y 11 respectivamente. Tendría un PNI = 2 * 3 * 11 = 66.

Ahora, si abriera una guía telefónica, solo podría acceder a registros como el de Bob si su PNI es divisible por los libros PN.

Mod (PNI, PN) = 0

Entonces, si abriera la guía telefónica de los jugadores de póker, tomaría Bobs PNI = 66 y se dividiría entre 11. Si no dejara ningún resto (mod = 0), accedería al registro. cualquier cambio realizado aún estaría allí, incluso si se ve desde la guía telefónica de amigos. Buen truco, ¿verdad? Me pregunto si lo llamé efecto cuántico, si la gente lo compraría. o mejor aún, dale un nombre genial como Tardis (algo sobre ser más grande por dentro pero no encaja)

La razón por la que estaba limitado a solo 9 libros fue que multiplicar los primeros 10 primos juntos (lo que se llama un primorial) creó un número demasiado grande para el lenguaje de programación que estaba usando, aunque el tamaño del número probablemente estaba limitado por el estado de bits de la máquina no el compilador que estaba usando y que no entendí en ese momento.

Supongo que el mismo concepto se usó más tarde para la seguridad digital solo aplicado de una manera de adentro hacia afuera donde solo se usaron 2 primos grandes y la idea era crear un índice de semiprime que fuera tan grande que se volvieran prohibiblemente irresolubles para encontrar sus primos basados ​​en usando las matemáticas debido a que las computadoras son tan tontas para resolver grandes números.

Lo llaman un problema de complejidad, yo lo llamaría de otra manera porque no es realmente tan complejo, solo está haciendo algo simple muchas veces.

Para el registro, no confiaría en eso, pero solo soy yo. No es que lo haya descifrado, fíjate, porque nunca me permitiría hacer eso, pero me parece muy resbaladizo, pero no utilizo las matemáticas, por supuesto, y solo tengo un don para la lógica y estoy seguro de que lo harías Necesito usar la lógica, no las matemáticas, para resolver ese problema.

Pero la aplicación asesina de los números primos algún día será una compresión de datos ilimitada. Por ejemplo, tome una gran cantidad de datos, conviértalos en un número, transforme ese número en un número grande que pueda identificar de forma única como un semiprime grande y la transformación debe producir una clave relativamente pequeña y puede enviar la clave más la dirección al semi-prime grande basado en una dirección PFHM modificada.

Luego, la mayor parte de los datos se almacena en el número, pero un número es solo un valor teórico al que se puede acceder desde cualquier lugar. Esto significa que deberíamos poder transferir o almacenar cantidades masivas de datos prácticamente de forma gratuita. Sería la tecnología de fusión en frío de la era de la información.

Lo que es difícil de saber es si las limitaciones teóricas de la compresión son realmente válidas para grandes números. Parece muy intuitivo, pero creo que puede ser inválido para dominios de gran número. basado en algunos factores que no quisiera decir hasta que entendiera más. Además, creo que ya he demostrado esto en base a la compresión de la primalidad usando un PFHM, pero aún no me queda claro cómo todo escala en un estado de dominio de gran número.

Por ejemplo, el método más eficiente para encontrar números primos (al menos antes del PFHM, que aún no he probado definitivamente) es usar un número de serie pero requieren demasiada memoria y el disco duro se llenaría antes de llegar Tenías que ir. El uso de un PFHM en lugar de un tamiz numérico parece que solo puede mejorar enormemente la eficiencia de la memoria y los procesos computacionales, pero si bien aún puede ser susceptible a algunos problemas de complejidad. Por lo tanto, no puedo demostrar que el supuesto de ahorro sea cierto, pero parece probable que sea cierto, porque tal vez no sea un ahorro tan grande como pensaba o tal vez el problema de complejidad esté en otro orden de magnitud o tal vez mis grandes soluciones son demasiado insignificantes para importar mucho. No creo que sea realmente posible apreciar completamente el tamaño del dominio de gran número, por lo que no quisiera asumir que algo es cierto hasta que lo intente físicamente.

Si desea obtener más información sobre Prime Factor Harmonic Matrixes, puede buscar aquí, aunque es un enlace bastante anticuado en el que he hecho algunos avances desde entonces.

Encontrar grandes primes usando armónicos de onda estacionaria

El ejemplo más popular que conozco proviene de la Criptografía, donde muchos sistemas dependen de problemas en la teoría de números, donde los números primos tienen un papel importante (ya que los números primos son, en cierto sentido, los “bloques de construcción” de los números).
Tomemos, por ejemplo, el sistema de cifrado RSA: toda la aritmética se realiza módulo n, con n = pq y p, q primos grandes. El descifrado en este sistema se basa en calcular la función phi de Euler, φ (n), que es difícil de calcular (por lo tanto, el sistema es difícil de romper) a menos que conozca la factorización prima de n (que también es difícil de calcular a menos que la conozca por adelantado) ) Por lo tanto, necesita un método para generar números primos (el algoritmo de comprobación de primalidad de Miller-Rabin generalmente se usa aquí) y luego construye n multiplicando los números primos que ha encontrado.
De http://math.stackexchange.com/a/

Son de suma importancia en la teoría matemática de la música. Un intervalo musical tonal se define como la relación de dos frecuencias fundamentales; las relaciones se simplifican en numeradores y denominadores analíticos primarios, de acuerdo perfectamente con la serie armónica y el análisis de Fourier. Por lo tanto, todas las estructuras y sistemas musicales tonales (por ejemplo, escalas, acordes, entonaciones, modalidad, armonía, orquestación, sistemas musicales culturalmente dominantes) son matemáticamente expresables como reducciones a estructuras racionales en números primos, e incluso puede haber una predilección biológica para eso. Uno se atrevería a decir que una parte considerable de los orígenes pitagóricos de nuestra experiencia con los números primos puede deberse a una antigua preocupación por la música, tal vez tanto como por la aritmética per se .

Para dar solo unos pocos ejemplos, en un contexto algo simplificador: el sistema pitagórico propiamente dicho (por ejemplo, el canto gregoriano) y el sistema chino clásico se ocupan de poderes positivos y negativos principalmente de {1, 2, 3}; el sistema “justo” “Zarlino” (que se remonta a Didymus y Ptolomeo de Alejandría) de la música barroca, clásica y romántica occidental tiene poderes de {1, 2, 3, 5}; el sistema pentatónico primitivo y Archytas de Tarentum tienen esencialmente pasos en poderes de {1, 2, 3, (5), 7}; el canto de la iglesia ortodoxa oriental y la música clásica de Oriente Medio parecen desarrollarse en {1, 2, 3, 11}; Las culturas de la música clásica india posiblemente usan más. El “microtonalismo” contemporáneo trata conscientemente en clases de intervalos que involucran una variedad en expansión de estructuras derivadas de primos.

En casi cualquier lugar donde se usan las matemáticas en datos discretos finitos, puede encontrar alguna referencia a números primos. Entonces, básicamente, electrónica, computadoras, procesamiento de información, criptografía, etc. Los primos también aparecen en triángulos rectángulos que tienen lados que son múltiplos de alguna unidad de longitud. Esto tiene aplicaciones en arquitectura y diseño acústico. Además, los primos tienen aplicaciones para muchas operaciones comunes en el procesamiento de señales. Además, los primos tienen aplicaciones en la teoría de la música. Los primos también tienen aplicaciones para la mecánica cuántica y la física. Y, por supuesto, en cualquier lugar donde haya números habrá una factorización prima única que puede ser útil para dividir rápidamente por factores de cancelación. Los primos son tan dominantes en nuestras vidas que es casi imposible pensar en algún aspecto de nuestras vidas que no se vea afectado por ellos.

Ya se han publicado muchas respuestas asombrosas sobre esta pregunta que muestran el papel de los números primos en nuestra vida diaria …
Me gustaría agregar uno a la lista:
Los números primos se pueden usar en encriptación.
Si quiero escribir una función que tome dos números x, y y devuelva un nuevo número de tal manera que los dos números iniciales puedan recuperarse del tercer número, ¿qué harías?
Simple, simplemente multiplique los números primos xth y yth y el producto es el número que está buscando. Puede recuperar x e y del producto utilizando la factorización prima.

Eso es lo mejor de los primos: ¡son únicos! ¡Terminan creando más entidades únicas! Esta singularidad es lo que los hace especiales y nos ayuda mucho a cifrar mensajes.

Hola,
Según ‘el teorema fundamental de la aritmética’, cada número puede factorizarse en un conjunto único de números primos. Por lo que veo, los números primos son los componentes básicos de la aritmética.
La razón por la que nunca nos quedaremos sin números para almacenar cualquier tipo de información es porque tenemos innumerables números primos infinitos.

Gracias

Encontrar las factorizaciones primas de los enteros puede ser útil para realizar algunos cálculos mentales. Por ejemplo, calcule 273/13.

Si recuerda que los factores primos de 273 son {13, 7, 3}, puede dar la respuesta 21 muy rápidamente. Del mismo modo 273/7 = 39, 273/3 = 13 * 7 = 91.

Los cálculos mentales pueden ser valiosos cuando es necesario comparar rápidamente las opciones, por ejemplo, en una crisis imprevista.

Las tablas hash y el cifrado vienen a la mente. A la vida también parece gustarles: cigarras de 13 y 17 años.

Los números primos son óptimos para la supervivencia (en ciertos casos)

Un ejemplo de la vida real no basado en tecnología. Los depredadores tienen ciclos de depredación de cierta longitud, los insectos de la cigarra solo salen del suelo a intervalos de números primos, porque solo hay 1 / (longitud del ciclo de la cigarra) posibilidad de que un ciclo de depredador se cruce con el suyo, pero si su ciclo tenía factores, entonces sería (número de factores de ciclos de cigarra / duración del ciclo de cigarra).

Los números primos probablemente serían la primera señal enviada a cualquier ubicación en el espacio si pensáramos que hay vida inteligente allí. Dado que una secuencia de números primos no saldría del ruido de fondo aleatorio, recibir una secuencia de regreso indicaría vida inteligente con una comprensión de las matemáticas. Para que puedan enviar la señal también indicaría esto, pero la secuencia lo diferenciaría del ruido de fondo.

Aquí hay un uso práctico, si no necesariamente uno que sacude el mundo: Brian May, el guitarrista principal Queen, pero que también estudió física (y finalmente obtuvo su doctorado) quería lograr la sensación de una multitud pisoteando y aplaudiendo en We Will Rock Usted

Utilizó números primos como base para cronometrar el retraso cuando aplicaron los sonidos de pisotón / pisotón / cierre, para obtener un buen efecto de multitud.
Brian May de Queen se lanza a la física y a la fotografía

Aquí hay un pequeño ejemplo de la vida real.

Estás caminando en una pequeña multitud de amigos y conocidos por algunas aceras o tal vez en un museo.

Si eres un número compuesto (no primo) de personas, puedes organizarlo en grupos. 9 personas son tres partes de 3. 10 personas son cinco partes o 2 o dos partes de cinco.

11 (un número primo) es molesto, porque no puedes organizar grupos de igual tamaño. Entonces no puedes caminar como un rectángulo de cabezas ordenado.

Los primos de Mersenne se utilizan ampliamente en el diseño de funciones hash universales.
Hash universal

Debido a que hace que la función restante (mod p) sea muy eficiente solo con unos pocos cambios de bit. Ciertamente, estas funciones hash se usan en tablas hash.

Debido a sus usos en el hash, de inmediato también encuentra un camino hacia la criptografía.

Pues mucho. Principalmente en módulos de aritmética, campos finitos y criptografía.
Número primo # Aplicaciones
También se usa mucho en problemas relacionados con GCD / LCM y divisibilidad