会如下图所示,逐渐趋于1。
prime number theorem | wikipedia
事实上,随着人们对质数的了解越来越多,我们越来越发现,在宏观上来讲,质数几乎等于是按照这个n/ln(n)来进行的一种均匀分布。无论是你去数质数的个数,还是计算所有质数的和,还是研究孪生质数,都会发现质数呈现出一种惊人的宏观均匀性。这就好像有一个操场上有无数多个学生,尽管每个学生都在瞎走一气,毫无规律可循,但是总体来看,居然发现操场上每个平方米里都恰好塞了4个学生!这真是很难想象的事情。但是目前来说,几乎我们对质数的一切了解,都在指向这个方向。
这也进一步说明了,为什么质数特别适合做密码:因为质数本身就几乎是随机的,很难找到具体的规律,因此最适合作为加密的手段。
三、那么怎么研究质数
咱们先别想那么多。假设我们就想研究三个数字,1,2,3。
怎么研究呢?一种研究方法是,我们可以考虑研究这个函数:
我宣称,这个函数的性质就包含了1,2,3的一切性质。为什么呢?
假设我们取s=10。那么这时候f(10)=1 1024 59049=60074。大家可以看到,这时候我们的f(10)和310没差多少。事实上,随着s越来越大,1s 2s相对于3s来说就越可以忽略不计。所以f(s)的这个s趋于无穷的极限的性质,其实就包含了一切的3的性质。
反过来,我们取s=-10。那么这时候f(10)=1 特别特别小 更加小,约等于1。可见,f(s)的这个s趋于负无穷的极限的性质,其实就包含了一切的1的性质。
那么怎么研究放在中间的2呢?这时候我们就要取复数了。考虑
当然,大家未必知道怎么计算复数幂,那么我直接把答案写出来吧。这时候,1s仍然是1,因为1的任何幂都是1。而2s是某个复数。最后,神奇的是,这个时候恰恰好3s=-1,哇!所以说