分類導(dǎo)航

談?wù)勲S機(jī)數(shù)God does NOT play dice with the Universe!

發(fā)布時(shí)間：2017年05月19日作者： IT網(wǎng)絡(luò)文摘 (該文來自筆記，點(diǎn)擊查看原文)

什么是隨機(jī)(random)？字典中給出的定義是無計(jì)劃，無序和無目的，純靠運(yùn)氣。隨機(jī)是生活中必不可少的成分，比如彩票，游戲，安全，早餐吃什么，這些行為都有一些隨機(jī)的成分，但我們能說這些行為都是隨機(jī)的嗎？

比如早餐，吃的人以為是隨機(jī)的，做什么吃什么，對(duì)廚師而言，可能是精心安排的，就不算隨機(jī)行為。游戲也是如此，隨機(jī)掉了一件裝備，你如獲至寶，其內(nèi)部是一個(gè)概率算法，如果你掌握了這個(gè)算法做了一個(gè)外掛，對(duì)你而言，這也不是隨機(jī)行為了。同理，很多安全密碼的密鑰都是隨機(jī)數(shù)，比如核武器的按鈕，但難保哪天就被一個(gè)天才數(shù)學(xué)家破解了。

我的意思是，很難定性判斷某一行為是否是隨機(jī)的。隨著我們掌握的信息越來越多，我們的決策算法越來越高效，我們的計(jì)算能力越來越強(qiáng)大，進(jìn)而有能力預(yù)測(cè)出目前無法預(yù)測(cè)的隨機(jī)行為。這就留下了一個(gè)有意思的問題，是否真的存在上帝，上帝是否擲骰子（隨機(jī)行為），在宇宙大爆炸前，上帝是否已經(jīng)設(shè)計(jì)好宇宙的發(fā)展？而我們的人生，是否早已寫好，只是看不見而已呢？當(dāng)然，目前一切還不得而知，萬一宇宙的產(chǎn)生只是一個(gè)意外呢？

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隨機(jī)并不絕對(duì)，但生活中又要用到隨機(jī)，歷史上有很多隨機(jī)數(shù)生成器（random number generator，簡(jiǎn)稱RNG），比如骰子。這方面，我們的祖先甚至寫了一本《易經(jīng)》，可以理解為如何生成隨機(jī)數(shù)并破解隨機(jī)行為的百科全書。

根據(jù)不同的方法，大概分為兩種方式：T(rue)RNG和P(seudo)RNG。兩者有什么區(qū)別呢？

TRNG

通過一些物理現(xiàn)象來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，比如大氣層的噪音，元素的衰變和放射，擲骰子等，因?yàn)檫@些行為受到多個(gè)自然因素的影響，過程不可預(yù)測(cè)，所以主觀上覺得比較安全。所以，當(dāng)我們對(duì)安全性和經(jīng)濟(jì)性上有較高要求時(shí)，往往需要采用這類方式產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)，比如彩票，人類不會(huì)放心的把這件事情交給機(jī)器來處理，一定要有儀式感，讓它看上去是隨機(jī)的。

然而，公正的行為不一定會(huì)產(chǎn)生公平的結(jié)果。相比而言，TRNG更大的優(yōu)勢(shì)在于不可預(yù)測(cè)性，但結(jié)果上并不一定平均。

PRNG

偽隨機(jī)數(shù)通過算法產(chǎn)生，計(jì)算機(jī)因此可以模擬隨機(jī)行為。但因?yàn)橛泄?，所以只要參?shù)確定，也就是隨機(jī)的種子，得到的隨機(jī)結(jié)果一定是可重復(fù)的。比如如下的通隨機(jī)數(shù)生成公式，給出種子1，就可以得到一系列的隨機(jī)數(shù)。