1588年9月8日，馬林·梅森（Marin Mersenne）出生在法國奧譯的一個工人家庭，16歲進入耶穌會辦的學(xué)校學(xué)習(xí)，1609年從索邦神學(xué)院畢業(yè)后任神職人員，1619年到巴黎的拉農(nóng)西亞德女修道院教授神學(xué)和哲學(xué)。梅森曾被科學(xué)界選為“100位在世界科學(xué)史上有重要地位的科學(xué)家”。他于1648年9月1日因肺病在巴黎逝世。
科學(xué)信息的“交換站”
雖然梅森是一位神職人員，但他卻是科學(xué)的熱心擁護者和杰出貢獻者，在教會中為了保衛(wèi)科學(xué)事業(yè)做了很多有益的工作。梅森有很高的科學(xué)素養(yǎng)，其研究涉及聲學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)、力學(xué)和航海學(xué)等多個學(xué)科；而他對科學(xué)所作的主要貢獻還是他起了一個極不平常的學(xué)術(shù)思想通道作用。
17世紀30年代以前，學(xué)術(shù)刊物和國際會議等還遠遠沒有出現(xiàn)，甚至連科學(xué)研究機構(gòu)都沒有創(chuàng)立，學(xué)識淵博、交往廣泛和熱情誠摯的梅森成了歐洲科學(xué)家之間的聯(lián)系橋梁。許多科學(xué)家都樂于將成果告訴他，然后再由他轉(zhuǎn)告給更多的人；因此，他被人們譽為“有定期學(xué)術(shù)刊物之前的科學(xué)信息交換站”。美國天體物理學(xué)家、鄧普頓獎獲得者斯坦利·杰基認為，梅森是17世紀早期學(xué)術(shù)成果優(yōu)劣的最佳鑒定者。
由于梅森是當時歐洲科學(xué)界一位獨特的中心人物，其寓所是大科學(xué)家伽利略·伽利雷、勒內(nèi)·笛卡爾、皮埃爾·費馬、布萊士·帕斯卡、約翰尼斯·開普勒、弗蘭切斯科·卡瓦列里、皮埃爾·伽桑狄等常去之處；他們每周一次輪流地討論數(shù)學(xué)、物理等問題，這種民間學(xué)術(shù)組織被稱為“梅森學(xué)院”，它就是世界聞名的法蘭西科學(xué)院的前身。
在聲學(xué)方面，梅森在1623年建立弦振動頻率公式。他于1636年最先測定了聲波的擴散速度，測得的聲速是419.5米/秒。伽桑狄用他的方法則得到為447.7米/秒，后來，法國科學(xué)院的成員也用他的方法測得聲速為337.7米/秒。梅森還確定了聲音的強度與離聲源的距離的平方成反比。因此，梅森享有“聲學(xué)之父”的美稱。
在力學(xué)領(lǐng)域，梅森比伽利略約早一年得到單擺頻率與擺長平方根成反比的關(guān)系。另外，他對埃萬杰利斯塔·托里拆利的真空實驗的探討有助于證實大氣壓力的存在。他還研究過流體的運動。順帶一提，梅森曾聽到友人介紹：在遙遠的東方有個神秘的文明大國，名字叫中國；那里的人們勤奮好學(xué)、思想自由。因此，他曾渴望在有生之年到中國傳教和交流學(xué)術(shù)。遺憾的是，他的這個愿望最終未能實現(xiàn)。
素數(shù)研究的“探索者”
梅森的學(xué)術(shù)成就以素數(shù)研究最為著名。1640年6月，費馬在給梅森的一封信中寫道：“在艱深的數(shù)論研究中，我發(fā)現(xiàn)了三個非常重要的性質(zhì)。我相信它們將成為今后解決素數(shù)問題的基礎(chǔ)”。這封信討論了形如2^P-1的數(shù)（其中P 為素數(shù)）。早在公元前300多年，古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得就開創(chuàng)了研究2^P-1的先河，他在名著《幾何原本》第九章中論述完美數(shù)時指出：如果2^P-1是素數(shù)，則(2^P-1)2^(P-1)是完美數(shù)。同時他還用反證法證明素數(shù)有無窮多個，如2、3、5、7等等。
許多數(shù)學(xué)家，包括數(shù)學(xué)大師費馬、笛卡爾、哥德巴赫、高斯、歐拉、圖靈等都探究過2^P-1型素數(shù)，而梅森是其中成果最為卓著的一位“探索者”。由于梅森德高望重，并是法蘭西科學(xué)院的奠基人，為了紀念他，數(shù)學(xué)界在1897年瑞士蘇黎世舉行的首屆國際數(shù)學(xué)家大會(ICM)上將這種特殊形式的素數(shù)命名為“梅森素數(shù)”。2300多年來，人類僅發(fā)現(xiàn)51個梅森素數(shù)。這種素數(shù)稀奇而迷人，故被人們稱為“數(shù)海明珠”。梅森素數(shù)一直是數(shù)論研究的一項重要內(nèi)容，也是當今科學(xué)探索的熱點和難點之一。
前不久，來自美國佛羅里達州的互聯(lián)網(wǎng)專家、數(shù)學(xué)愛好者帕特里克·拉羅什通過參加一個名為“互聯(lián)網(wǎng)梅森素數(shù)大搜索（GIMPS）”項目，成功發(fā)現(xiàn)了第51個梅森素數(shù)2^82589933-1；該數(shù)有24862048位，它是當今人類發(fā)現(xiàn)的最大素數(shù)。如果用普通字號將這個素數(shù)打印下來，其長度將超過100公里！
值得一提的是，在梅森素數(shù)的素性判斷方面，法國數(shù)學(xué)家愛德華·魯卡斯和美國數(shù)學(xué)家德里克·雷默都做出了重要貢獻；以他們命名的“魯卡斯-雷默方法”是目前已知的檢測梅森素數(shù)素性的最佳方法。在梅森素數(shù)的分布探索方面，中國數(shù)學(xué)家、語言學(xué)家周海中給出了梅森素數(shù)分布的精確表達式；這一研究成果被國際上命名為“周氏猜測”。
梅森素數(shù)在當代具有十分豐富的理論意義和實用價值。它是發(fā)現(xiàn)已知最大素數(shù)的最有效途徑；它的探究推動了數(shù)學(xué)皇后——數(shù)論的研究，促進了計算技術(shù)、程序設(shè)計技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)和密碼技術(shù)的發(fā)展以及快速傅立葉變換的應(yīng)用。在當代梅森素數(shù)的探究需要多種學(xué)科和技術(shù)的支持，所以許多科學(xué)家認為：它的研究成果，一定程度上反映了一國的科技水平。
文/黃迪（作者單位：法國普瓦提埃大學(xué)理學(xué)院）
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