计算机运算中能够实现真的「随机」么
首先,「真随机」也有不同的含义,若想要「真正的真随机」目测只能靠量子力学了。一般的所谓真随机不是指这个,而是指统计意义上的随机,也就是具备不确定性,可以被安全的用于金融等领域,下面说的也是这种。 答案是,计算机系统可以产生统计意义上的真随机数。 大部分程序和语言中的随机数(比如 C 中的,MATLAB 中的),确实都只是伪随机。是由可确定的函数(常用线性同余),通过一个种子(常用时钟),产生的伪随机数。这意味着:如果知道了种子,或者已经产生的随机数,都可能获得接下来随机数序列的信息(可预测性)。 直观来想,计算机是一种可确定,可预测的的设备,想通过一行一行的确定的代码自身产生真随机,显然不可能。但是,我们或许可以迂回一下…… 实现方法简单说就是软硬结合,或者说,引入系统外的变量(把软件,代码,算法想象成一个封闭的系统)。 一个典型的例子就是 UNIX 内核中的随机数发生器(/dev/random),它在理论上能产生真随机。即这个随机数的生成,独立于生成函数,这时我们说这个产生器是非确定的。 具体来讲,UNIX 维护了一个熵池,不断收集非确定性的设备事件,即机器运行环境中产生的硬件噪音来作为种子。 比如说:时钟,IO 请求的响应时间,特定硬件中断的时间间隔,键盘敲击速度,鼠标位置变化,甚至周围的电磁波等等……直观地说,你每按一次键盘,动一下鼠标,邻居家 wifi 信号强度变化,磁盘写入速度,等等信号,都可能被用来生成随机数。 更具体的,内核提供了向熵池填充数据的接口: 比如鼠标的就是 void add_mouse_randomness(__u三二 mouse_data) 内核子系统和驱动调用这个函数,把鼠标的位置和中断间隔时间作为噪音源填充进熵池。 所以,结论是,程序和算法本身不能产生真随机,但是计算机系统作为整体可以迂回产生统计意义上的真随机
什么是伪随机和真随机?
所谓真伪随机其实分别指的是几率和概率。
所谓概率,用Dota里话说,就是出现得并不规律,但是大致上就是这么多次数。比如17%,如果是每2000次为一周期,那么17%意味着,尽管你不确定这340次究竟会什么时候出现,但2000次中必然出现340次,不多一次也不会少一次。貌似这就是伪随机了。概率事件之间相互影响,一旦这一次没有触发,那么下一次触发的概率就会变大。形象而言,概率事件就好比,一个班有50位同学抓阄抽奖,纸条总计50个,其中10个有有奖,40个没奖。可以确定,按理说每个人平均都有20%的中奖可能。一旦第一位同学没有抽到,那么剩下同学平均中奖的可能性就会从20%提高到20.40%,以此类推,如果前10位同学都没有中奖,那么剩下同学中奖概率将提高到平均25%。但是不管谁中谁没中,最后横竖只有20%的人中奖。这就是20%的中奖概率。
而真随机则是指几率。比如17%的几率,意味着你这次触发特殊事件是17%的可能性,下次也是,每一次都是。如果你这次失败,下次依然保持在17%的可能性。。同样使用上面抽奖的例子,这次把20%概率换成20%的几率,那么就成了这样了:50个同学,每人会得到一个装着50张纸条的盒子,其中有10张有奖,40张不中奖,每人可以抽10张纸条。那么这时候,大家抽奖就是个抽各的,互不影响。你抽中了不会导致别人中或者不中,这就是几率,意味着事件之间毫无联系,说不定50个人总计可以抽到1000张全部奖品,或者50人全部空手而回。虽然同样是20%的可能性,概率是所有事件相互影响,总体可能性保持在20%,而几率是所有事件相互独立,单次可能性保持在20%,但总体中奖分布则在0到100%之间浮动。
世界存在真正的随机性吗
明确的告诉你,不存在。
这个世界上不存在物理上的随机,只存在纯数学上的随机。
纯粹的随机,是人类数学制造的产物,跟物理性的东西无关。
即使量子力学,能量看似无规律,那也只是某种人类未把握的规律。
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