这不是一片简书

作者: 王跃坤txdy | 来源:发表于2018-10-15 12:21 被阅读158次

    锦鲤抽奖真的是随机的吗?

    最近支付宝锦鲤的出现,敲碎了 300 万人的暴富梦。抽奖这种随机发生的事情,为啥放到自己身上来说就等于 “ 绝对不可能发生 ” 呢。

    还有平时打网游,想要的任务材料和装备,人家随便暴,自己死活就是不暴。玩儿 lol , 60% 暴击率连打别人三下都不暴击,别人 15% 暴击率打你连续暴击两回把你反杀了。

    人生就是如此反复无常。等等,人生反复无常是没错,但是上面由计算机产生的 “ 随机 ” ,真的是反复无常的吗?

    计算机产生的随机数,其实是伪随机 “ pseudorandom ” (图一),或者说是模拟出来的随机数。换句话说,你打怪不掉装备,不出暴击被人反杀,其实都是 “ 被安排好了的 ” 。

    图一

    最直观的例子。比如你音乐播放软件里的 “ 随机 ” 播放功能,其实只是把你的歌单打乱然后依次放一遍。这不算是随机吗?不算:如果是真随机,你是有可能听到歌曲重复播放的,概率还不小。

    但事实上,几乎所有播放软件的随机播放,同一首歌曲只会放一遍,而且如果你选择 “ 上一首 ” 就一定能听到上一首。一般情况下,电脑是无法自己产生真随机的。

    你想想,计算机的一切行为都是人类写代码设定好的,因此在没有输入的情况下,你问它随便凭空给个玩意。它还真就给不了!

    但现在有很多场景确实需要计算机 “ 随机 ” 点儿啥,比如游戏,抽奖。于是就有了各种各样的,用来让计算机生成随机数的伪随机算法。

    这种算法一般是个函数:你输入一个东西,就会输出一个东西。比如你要模拟掷骰子,给这个算法输入一个数字 [ 561981980 ] ,限制结果是 1 - 6 的整数,运行一下输出一个数列:[ 3, 3, 4, 1, 6, 5, 1, 3, 2, 5 ] 。

    然后运行那个随机算法以后,这些生成的随机数就在那儿了,你每次管计算机要个骰子,它就按照数列的顺序给你一个,不和你说,就以假乱真了。

    在上面提到的场景里,数字 [ 561981980 ] 被称作随机数种子。大多数随机数算法,都要个随机数种子,来给函数作计算,一旦种子确定下来以后,生成的 “ 随机数 ” 其实是有个确定的随机数表的。

    但并没有啥关系,只要函数够复杂,周期性非常长,那么这个产生的随机数表就几乎无法预判。

    游戏 《 文明6 》 生成游戏地图就可以选择种子(图二)因此生成的函数对伪随机算法很重要。

    图二

    在网上有人做过测试,把随机数可视化之后可以生成噪点图来看(图三)。

    图三

    这是 C 语言在 linux 环境下调用随机数的排列结果(图四)可以看到,分布很平均。

    图四

    不过在 Windows 下的 PHP 随机数算法,就能看出些规律,说明效果没有上面那个好。除了算法,还有在随机数种子上做文章的。有的算法使用外部因素来产生种子,这种外部因素被叫做噪声源。不少算法会调用当前系统时间当作随机数种子。

    ( 顺带科普一下:现代计算机里的时间其实是一个很大的整数,代表 1970 年 1 月 1 日以后到现在过了多少秒,再折算成年月日就有了计算机记录的日期时刻,这个整数理论上的上限是 2 的 32 次方,看着挺大,其实到 2038 年就会用完,到时候咋办工程师们还在讨论 )

    这个办法理论上够随机了,毕竟啥时候需要随机数是人来决定的,而人是感情的动物,做事儿极其没有规律。但是时间这个事情,在某种程度上是依旧可预测的。

    因此还有更进一步的算法,例如 Linux 内核里有一套方法,从使用计算机硬件的人身上获取噪声。这个噪声可以是两次键盘敲击的时间间隔,某一次鼠标移动的距离。。。这些事情对计算机来说是不可预测的。

    这个方法从理论上来说,产生的是真随机数为啥是理论上来说呢?先想想这个问题:我们理解的现实世界中的 “ 真随机 ” ,真的是完全随机的吗?

    如果能搞清楚一颗骰子处的位置,桌子的材料,摩擦,空气阻力,投的人用多大的力。不管多复杂,其实理论上通过数学和物理学工具是可以算出结果的。人的行为也类似,人的当时的状态心情,和他从小到大的遭遇见闻,接受的教育是已知的情况下,理论上也许能算出一个人的下一步行动。

    嗯发现没,这个问题再讨论下去,就马上要跳出物理学数学心理学的范畴,进入哲学的领域了。

    ……………………我是可爱的分割线……………………

    那么是不是印证着,在几千万年前,有那么一个生物,经过某些复杂的运算,算出来了人类的诞生,算出来了我会在公元2018年10月15 日中午12.21发这么一片简书?

    不敢继续想了!阔怕!_(:з」∠)_

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