воскресенье, 18 октября 2015 г.

Немного о случайных числах в целом.

               В других статья я рассматривал достаточно прикладные вопросы, касающихся конкретных тем. Сейчас мне хочется поговорить о случайных числах вообще и о том, как их "добывать".
                Что такое "случайное число"? О том, существуют ли абсолютно случайные числа, спорят до сих пор. Все то, с чем мы имеем дело в реальной жизни - это псевдослучайные числа. Дело в том, что само по себе понятие "случайность" предполагает, что никаким способом невозможно не только предсказать его на основе статистики, данных из прошлого, но и даже хоть немного увеличить вероятность такого прогноза. В обыденной практике числа лишь псевдослучайные, т.е. только кажутся случайными. Например, рулетка. Если построить точный прибор, который считывает информацию о скорости вращения колеса, мы будем знать угловую скорость, диаметр и пр. физические характеристики колеса рулетки, то с помощью расчетов можно было бы легко предугадывать, где остановится шарик. Получается, если мы не можем прогнозировать событие из-за недостатка информации, то это событие будет псевдослучайным. Практически все события в мире являются псевдослучайными. Различается лишь "степень случайности". Какие-то события обладают низкой степенью случайности, т.е. вы можете легко по статистике из прошлого предугадать будущие значения. Но учёные, а также игорные заведения заинтересованы в получении чисел с как можно более высокой степенью случайности. Кому-то покажется странным, но "очень случайные" числа практически на вес золота. Степень случайности во многом зависит от источника энтропии. Источник энтропии - это некое явление или объект, представляющее собой источник случайных, непредсказуемых флуктуаций. Например в компьютерных программах часто используется функция генерации случайного числа, где источником энтропии служит время на часах. В момент генерации функция берёт значение времени в миллисекундах и добавляя эту случайную компоненту в формулу, генерирует число. Конечно, это один из самых примитивных способов, так как такие числа будут .. не достаточно случайными.
                Лучше всего справляются с генерацией очень случайных чисел аппаратные ГСЧ (генераторы случайных чисел). Там источником энтропии служат различные шумы и физические явления. Например, известный сайт для генерации случайных чисел https://www.random.org/ использует атмосферные шумы. Все приличные онлайн-казино используют сертифицированные аппаратные генераторы случайных чисел, по этому "выудить" там какие-то закономерности нереально даже имея огромную статистику чисел и обширные знания в этой области. По сути такие числа уже не псевдослучайные, а скорее истинно случайные.

                Но самым надежным источником энтропии служат квантовые явления. Если верить квантовой механике, в природе существуют настоящие случайные процессы, например вероятность того, распадется радиоактивный атом или нет. Это кажется очень странным, но никакие знания нам не помогли бы предугадать это. По закону причины и следствия у любого явления есть причина и следствие, т.е. монетка падает на нужную сторону именно потому, что её кинули с такой-то силой, с такой-то скорость. Однако когда мы "спускаемся" в мир очень маленьких, квантовых объектов, кирпичиков, их которых состоит вселенная, то там этот закон фактически перестает работать. Атом распадается потому что ... просто распадается. И не распадается тоже без причины. Лично у меня в мозгах это не укладывается, как может получиться следствие (распад атома), когда нет причины. На самом деле, много-много лет теория вероятности была никому практически не нужна, пока не настало время квантовой механики. Выяснилось, что вселенная, вся наша жизнь основана на случайности. Однако споры по этому поводу не прекращаются. 

Комментариев нет:

Отправка комментария