Turbūt visi norėtume nuspėti įvykius, dar prieš jiems realizuojantis. Ir tai tikrai įmanoma. Jeigu turime visus reikiamus įrankius, informaciją, o visi kintamieji yra nekintantys ir pilnai numatomi, tada galima pasiekti aiškius atsakymus ir sužinoti konkrečią prognozę. Tačiau, ką daryti, kai vienas iš kintamųjų tampa atsitiktinumas?

Šiame moderniame amžiuje egiztuoja eilė skirtingų naudingų įrankių, o vieną iš jų randasi IT (informacinių technologijų) pasaulyje. Atsitiktinumo generavimo įrankiai padeda aiškiau suprasti, kai atsitiktinumas taip pat dalyvauja visame procese. Šiame kviečiame susipažinti, su atsitiktinumo generavimu ir kokios yra jo galimybių ribos.

Kas yra atsitiktinumo generavimas?

Atsitiktinumo generavimas, kaip pavadinimas ir teigia, yra programos arba įrenginio atliekamas procesas, kurio metu generuojama atsitiktinė skaičių arba simbolių seka. Skaitant, kad yra sukuriama atsitiktinė seka, kurią atkartoti yra beveik neįmanoma, gali kilti klausimas: kam to reikia?

Net ir visiškai atsitiktiniai ir jokio loginio ar pagrįsto ryšio neturintys duomenys yra naudingi. Tokia informacija yra taikoma statistinėje atrankoje, kompiuterinėse simuliacijose, kriptografijoje arba bet kurioje kitoje srityje, kur yra reikalingas nenuspėjamas rezultatas.

Net ir lažybose atsitiktinis generavimas yra plačiai naudojamas, kad rinkti duomenis. Pavyzdžiui, ruletė kazino salėse yra vienas stipresnių lankytojų traukos taškų. Dėl visiško atsitiktinumo ir vienodų galimybių visiems žaidžiantiems, ruletė išlieka vienu labiausiai intriguojančiu žaidimu. Atsitiktinį generavimą galima pritaikyti ir ruletės principo atkartojimui, kad pamatyti įmanomą rezultatų seką, tačiau, svarbu suprasti, kad ji išliktų visiškai neprognozuojama kaip ir tikros ruletės rezultatai. Tai reiškia, kad jeigu simuliacijoje konkretus skaičius pasikartojo daugiausiai kartų, tai netaptų aiškia prognoze ateičiai. Tai būtų visiškai atsitiktiniai rezultatai ir atėjus į tikrą žaidimą nederėtų pasikliauti jais, kad bandyti pasiekti pergalę.

Pseudorašytiniai ir tikrieji atsitiktinumai

Siekiant generuoti atsitiktinius rezultatus, tam galima panaudoti du skirtingus metodus. Pirmasis yra pseudorašytinis, kai atsitiktiniai skaičiai yra generuojami pagal sukurtus algoritmus. Tuo tarpu tikrieji atsitiktinumai yra paremti fiziškai atsitiktiniais procesais, tokiais kaip radioaktyvūs skilimai arba atmosferos triukšmas.

Nors abu ir atlieka tą patį procesą, tačiau tarp šių dviejų rūšių yra ryškūs skirtumai. Pavyzdžiui, tokiems kosminiams reiškiniams, kaip kosminio fono spinduliuotės apskaičiavimui, naudojama entropija, kas yra skaičių generavimo proceso nenuspėjamumo ar netikėtumo matas. Egzistuoja įvairiausi kosminiai ir gamtiniai reiškiniai, kurie būna visiškai nenuspėjami, o nuolatinis jų sekimas mums suteikia vis skirtingus rezultatus, kurių negalima panaudoti, kad nuspėti būsimus.

Gali atrodyti, kad algoritmų sukurtos atsitiktinės sekos pasiektos tais pačiais principais, tačiau atsiranda esminis skirtumas. Algoritmas reikalauja informacijos ir pradinės vertės, pagal kurią galėtų sėkmingai generuoti atsitiktines sekas. Nors tai skamba kaip logiška sąlyga, ji taip pat suteikia galimybę atkurti tą seką, jeigu pradinė vertė yra žinoma. Tokiu atveju, su pakankamai informacijos, atkurta atsitiktinė seka tampa nebe atsitiktinė ir nuspėjama.

Tai reiškia, kad nors yra matuojama visiškai atsitiktinė ir nenuspėjama medžiaga, naudojant algoritmus atsiranda papildomos galimybės. Pseudorašytiniai generatoriai negali būti laikomi absoliučiais atsitiktinumo generatoriais, tačiau jų atliekama rolė vis tiek išlieka pakankamai stipri ir taikli, kad ji būtų taikoma įvairiausiose sistemose, net ir apsauginėse. 

Ar tikrai viskas nenuspėjama?

Skaitant, kad generuoti atsitiktines sekas naudojami populiarūs ir plačiai taikomi metodai, gali atrodyti, kad viskas išlieka nenuspėjama. Nors su tikrais atsitiktinumais tai išlieka tiesa, pseudorašytiniai skaičiai, nors ir vadovaujasi reikiamu principu, gali greitai tapti nebe atsitiktiniai, jeigu galima pasiekti arba pakoreguoti programos pagrindui naudojamą informaciją.