Ik heb een vraag - homepage

Wiskunde is pure regelmaat. Toch slaagt niemand er in het grillige karakter van de rij van priemgetallen te verklaren. Wat maakt dit zo'n speciale rij dat ze aan regelmaat doet ontsnappen ?

pijl15/03/2009 - Van Camp (19 jaar)

Wiskunde Context van de vraag:

Ik ben reeds lang gefascineerd door het feit dat bijna voor elke wiskundige rij een formule te vinden is. Toch is er niemand die een (simpele) formule vindt om de rij van priemgetallen te produceren. Dat maakt ze volgens mij dan ook zo interessant als cryptografisch middel. Is er echter een reden dat deze rij niet neer te schrijven is in een formule ? Is wiskunde dan toch niet één en al regelmaat ?


Antwoord

Een boeiende vraag die helaas slechts beperkt kan beantwoord worden.

Je zegt het zelf al: priemgetallen zijn interessant voor cryptografie. Ik zal meer zeggen, moest iemand de regelmaat van het optreden van priemgetallen vinden, dan zouden alle computersystemen op vandaag quasi onbruikbaar geworden zijn: EID-kaart, GSMs, webwinkels, edm... Gelukkig (?) hebben de priemgetallen hun geheim nog niet verklapt. Toch wordt er al gezocht naar andere methodes in de cryptografie die niet afhankelijk zijn van priemgetallen.

Maar terug naar de vraag.

Waarom geen regelmaat? Dit betekent eigenlijk ook de vraag beantwoorden: wat is regelmaat? Wellicht is er wel regelmaat in de zin dat het optreden van priemgetallen zich wetmatig voordoet. De vraag is of dit eigenlijk wel belangrijk is vanuit een praktisch standpunt. Het is het uiteraard zeker belangrijk vanuit een wetenschappelijk/wiskundig standpunt. Hiervoor kan ik trouwens verwijzen naar de webpagina http://primes.utm.edu/ waar er veel kan gevonden worden over de natuur van de priemgetallen.

Praktisch wordt het probleem (in de cryptografie) herleid tot een grote hoeveelheid rekenwerk en waarmee de veiligheid wordt afgedwongen. Men spreekt van algoritmisch veilig ipv absoluut veilig.

Deze vraag werd beantwoord door:
drs. ir. Jan Devos
Researcher / Docent

Hogeschool West-Vlaanderen
Hogeschool West-Vlaanderen
Universiteit Gent
Universiteit Gent
 

Reacties op deze vraag

25/03/2009
Kurt Barbé

Ik had graag het antwoord hierboven uitgebreid. Het is echter niet geheel waar dat er geen regelmaat in de priemgetallen zit. De wiskundige gemeenschap heeft de regelmaat nog niet volledig in kaart gebracht maar er is echter wel veel gekend.

Een belangrijke reeks uit de complexe analyse is de Riemann zeta-functie. Deze functie heeft het voorschrift: Z(s)=1+1/2^s+1/3^s+1/4^s+... met s een willekeurig complex getal. Deze functie is belangrijk voor de wiskunde omdat die behoort tot een klasse van functies die men dubbelperiodiek of elliptische functies heet. Deze worden actueel nogal bestudeerd omdat deze klasse van functies het onder meer toeliet de laaste stelling van Fermat te bewijzen.

Het straffe is dat Riemann aantoonde dat deze functie nog een ander voorschrift heeft, namelijk, Z(s)=1/(1-1/p1^s)x1/(1-1/p2^s)x1/(1-1/p3^s)x... waarbij pj het j-de priemgetal is. Een nog steeds zeer actueel onderzoekstopic is de studie van deze functie, in het bijzonder de ligging van de nullen (in het argument s) van deze functie Z omdat deze de locatie van de priemgetallen prijsgeven.

Het vermoeden van Riemann (of de Riemann hypothese) is dat deze nullen allemaal (behalve een eindig aantal die men in kaart heeft gebracht) op de complexe rechte liggen met reeel deel 1/2. Dit liet toe om reeds heel goede benaderening te geven voor het volgende priemgetal waardoor het makkelijker is om te gaan zoeken naar hetvolgende. Deze Riemann hypothese bewijzen behoort tot de prioriteitenlijst in de getaltheorie! En dit juist omdat het ons veel leert over de locatie van de priemgetallen

Ter conclusie ben ik het dus niet eens met collega Devos dat er geen regelmaat zou zijn. De Zeta-functie suggereert dat de priemgetallen niet zo willekeurig gepositioneerd zijn als de decimale getallen van pi!

Je kan nalezen in veel detail op: http://nl.wikipedia.org/wiki/Riemann-zeta-functie (Nederlands) of http://mathworld.wolfram.com/RiemannZetaFunction.html (Engels)

Groeten,

Kurt



Enkel de vraagsteller en de wetenschappers kunnen reageren op deze vraag en het antwoord.