绝大多数的数学难题在生活中是用不上的,为什么人们还在不断地探索和求解?
当年欧几里得讲几何学,有学生发问道:这学问能带来什么好处?欧几里得叫奴隶给他一块钱,还讽刺他道:这位先生要从学问里找好处啊!
又过了很多年,法拉第发现了电磁感应,演示给别人看,有位贵妇人说:这有什么用?法拉第反问道:刚生出来的小孩子有什么用?
时至今日,我们已经看出,很直露地寻求好处,恐怕不是上策。这样既不能发现欧氏几何,也不能发现电磁感应,最后还要吃很大的亏。怎样在科学面前掩饰我们要好处的暧昧心情,成了一个难题。
通过刻苦的修炼来完善自己,成为一个敬祖宗畏鬼神、俯仰皆能无愧的好人,这种打算当然是好的。唯一使人不满意的是,这个好人很可能是个笨蛋。直愣愣地想什么东西有什么用处,这是任何猿猴都有的想法。只有一种特殊的裸猿(也就是人类),才会时时想到“我可能还不够聪明”!所以,我不满意爱马的人对这个问题的解答。
也许在这个问题上可以提出一个骡子式的折中方案:你只有变得更聪明,才能看到人间的至善。但我不喜欢这样的答案。我更喜欢驴子的想法:智慧本身就是好的。有一天我们都会死去,追求智慧的道路还会有人在走着。死掉以后的事我看不到。但在我活着的时候,想到这件事,心里就很高兴。
用「网络安全」来举例,很多朋友,总想着通过自己的拍脑一想便来设计全新的加密/编码方法,以超越以往算法的安全度;亦或者是抛弃通用的加密算法,通过隐藏自创编码方式的加密算法本身,来保证密文的高安全度。
但实际上,现行的加密算法和哈希算法,其安全性和复杂度都是通过严格的数学演算来论证的。
表面上来看,加密算法是一个你追我躲的游戏,实际上来看,加密算法是一个严格意义上的数学游戏,密码学一直以来都指的是一个数学概念。MD5、AES、DES、RSA 等等,无一不是数学的结晶。
对称算法可以是DES、AES和RC5等,非对称密钥也可以是RSA、Elgamal和ECC等。再扩展开来讲,数据的完整性校验可以使用MD5,SHA-1等,把这些同SSL/TLS及CA证书体系,以及使用者的协商和认可,保证兼容性问题和共识问题等结合起来,便是我们今日HTTPS诞生史了。
很多人都在使用浏览器,但却未必清楚其背后的隐藏的数学奥秘,这可不光是个计算机问题。
无论刚出生的婴儿有没有用,总的来说,智慧本身就是好的。
然而,即便很直露地寻求好处,数学难题也是好的。
举个例子,RSA的背后,其是基于「大整数分解」这一数学难题的公钥密码体制。
也就是说,对两个质数相乘容易,而将其合数分解很难。[1]
例如,随机选取两个质数 ,令 ,那么,已知 求 很简单,而已知 求 则难度极高,RSA公钥体系正是基于这个数学难题来构建的。
其密钥的产生过程为:
- 选择两个大素数 和 ,计算
- 选一个整数 ,满足
- 计算出满足等式 的值
- 以 为公钥, 为私钥
另外,大素数 和 也不是说随便选的,首先得大,而且不能相邻,否则会存在快速分解算法去破解 ,其次对 和 也有相应的要求。
RAS公钥加密算法是基于一个简单的数论事实,即将两个大的质数相乘很容易得到乘积,但要把乘积进行因式分解却非常困难。
你看,数学难题的存在本身就是好的,即便你不知道,但其实际已经被使用,打开浏览器你就在体验数学难题带给你的好处了。
数学难题在生活中是用得上的,哪怕是其存在本身,也是用的上的,只是你不知晓。
其次,哪怕单纯只是因为热爱智慧,满足好奇心而不断地探索和求解,这本身也是难题存在的好处了。
更何况,对于那些求解的人来说,可能用不用的上是低一档的意义了,满足自己的求知欲和思索,这本身就是非常直白的好处。