Wybieranie liczb losowych jest bardziej skomplikowane niż myślisz

Wszyscy wiemy, że loterie są prezentami, w których nagrody są przyznawane losowo. Najłatwiejszym sposobem narysowania zwycięzcy jest przypisanie każdemu uczestnikowi unikalnego numeru, a następnie użycie generatora liczb losowych, aby wybrać jedną z tych liczb, aby otrzymać nagrodę.

Ale czy kiedykolwiek przestałeś się zastanawiać, jak naprawdę działa generowanie liczb losowych? Wybór prawdziwie losowej liczby jest trudniejszy, niż można sobie wyobrazić. Dlatego.

Czym jest losowość i dlaczego tego potrzebujemy?

Zanim pomyślisz o tym, czy liczby, które generujesz, są naprawdę losowe, musisz zdefiniować, co dokładnie rozumiesz przez „losowe”. Merriam-Webster ma kilka definicji losowych, w tym: „Brak określonego planu, celu lub wzorca” i „zbioru, z którego każdy z nich ma równe prawdopodobieństwo wystąpienia”.

To brzmi dobrze, jeśli chodzi o liczby losowe. Kiedy wybierzesz zwycięzcę nagrody, chcesz, aby każda osoba, która uczestniczyła, miała równą szansę na wygraną. Nie chcesz, aby ludzie, którzy weszli wcześnie w zawodach lub ludzi, których nazwiska zaczynają się od konkretnego listu, mają lepsze szanse na wygraną. Jeden wpis, jeden strzał.

Jeśli chodzi o wielomilionowe loterie, takie jak Powerball, jeszcze ważniejsze jest, aby zwycięskie liczby były naprawdę losowe, bez możliwości ich przewidywania. Wszelkie słabość, która sprawia, że ​​zwycięskie liczby jest bardziej przewidywalne, sprawia, że ​​gra jest niesprawiedliwa dla graczy - i może być niszczycielsko droga dla firm prowadzących loterie.

Kryptografia lub tworzenie silnych kodów to kolejna branża, która opiera się na losowości. Losowość jest niezbędna do ochrony haseł i numerów kart kredytowych online. Jeśli hakerzy mogą odgadnąć, że firmy z kart kredytowych wzorcowe używają do szyfrowania swoich poufnych danych, mogą złamać szyfrowanie.

Podczas II wojny światowej, kiedy Alan Turing złamał pozornie nieobecne maszyny enigmy, których Niemcy używali do szyfrowania zamówień wojskowych, odkrył coś, co sprawiło, że losowe sygnały są mniej losowe. Chociaż maszyny miały ogromną liczbę potencjalnych kombinacji kodu, który wyprodukował, miały również fizyczne dziwactwa, które spowodowały, że wybierali określone liczby częściej niż inne. Turing był w stanie je wykorzystać, aby złamać swoje szyfrowanie… w ciągu kilku godzin.

Ludzkie mózgi są okropne losowo

Szybko, pomyśl o losowej liczbie od 1 do 10!

Mieć na uwadze?

Jeśli twój numer wynosił 3 lub 7. Ludzkie mózgi są okropne w wybieraniu losowych liczb. Gdyby nie zadali takie pytanie, istniałby równomierny rozkład odpowiedzi między 1 a 10. Każda liczba miałaby 10% szans na wybranie, a nawet liczby nieparzyste byłyby wybrane w 50% przypadków.

Ale tak się dzieje. Nasz mózg ma tendencję do domyślnego wybierania określonych liczb w obliczu takiej pytania, ponieważ mamy preferencję dla niektórych liczb, albo dlatego, że niektóre liczby „czują się” bardziej losowe niż inne.

Według badań przeprowadzonych przez Waseda University w Japonii, biorąc pod uwagę powyższe pytanie, 7 wybrano 22.50% czasu, ponad dwukrotnie większa niż oczekiwana częstotliwość, a 3 wybrano 16.24% czasu. Liczby nieparzyste wybierano częściej niż średnia: 68.35% czasu.

1 i 10 są rzadko wybierane, ponieważ są największą i najmniejszą liczbą. Wyrównane liczby wydają się mniej przypadkowe niż liczby nieparzyste, a 5 jest poza tym, ponieważ jest w środku. 9 to wielokrotność trzech, co sprawia, że ​​wydaje się mniej przypadkowy. To opuszcza 3 i 7: z tych dwóch, 7 najczęściej wybiera się, ponieważ tak wielu ludzi uważa, że ​​to szczęśliwy symbol.

Ludzie są naprawdę złymi generatorami liczb losowych, więc musisz wybrać inną metodę, jeśli chcesz prawdziwej losowości.

Losowość jest tak trudna do osiągnięcia, rzadko go używamy

Wyobraź sobie, że stoisz na szczycie wieży Eiffla z torbą liści, a poniżej stworzyłeś siatkę liczb od 1 do 1000. Teraz spróbuj przewidzieć, który numer pojedynczy liść wyląduje, jeśli upuścisz go w przewiewny dzień. To wydaje się niemożliwe. Liczba trafień liści powinna być losowa, prawda.

Jeśli jednak możesz napisać program, który doskonale analizuje czynniki, takie jak rozmiar i kształt liścia oraz wytrzymałość i kierunek wiatru, nie byłoby problemu przewidywania, na której liczbie liście wyląduje.

Większość rzeczy, które wydają się losowe, są po prostu niezwykle trudne do przewidzenia.

Tak trudno jest wymyślić rzeczy, które są naprawdę losowe i nie można ich przewidzieć, że po prostu tego nie robimy. Poza pewnymi trudnymi elementami fizyki kwantowej rzeczy zdarzają się z powodu naturalnego porządku, który teoretycznie można przewidzieć. Jak losowa liczba naprawdę zależy od tego, ile informacji masz na temat metody, która ją wygenerowała.

Większość generatorów liczb losowych faktycznie pracuje nad zasadą „pseudorandomości.„Oznacza to, że metodę wyboru liczb można przewidzieć w teorii, ale praktycznie jest to w zasadzie niemożliwe.

Generatory liczb losowych używają różnych interesujących, trudnych do ustanowienia metod podejścia do prawdziwej losowości… jak ściana lamp lawowych lub liczba protonów emituje laser.

Więc następnym razem, gdy po prostu podciągniesz liczbę losową, poświęć chwilę, aby zastanowić się, jak trudne, a nawet niemożliwe, to być naprawdę losowe!

Gdzie uzyskać liczby losowe

Jeśli chcesz narysować zwycięzcę nagrody Lightakes lub w inny sposób wybrać liczbę losową, oto sześć niezawodnych bezpłatnych generatorów liczb losowych.