Aleatorio: significado en la vida cotidiana y en la ciencia

"¡Eso es tan aleatorio!" Frase común utilizada para expresar que algo es inesperado o sin patrón. ¿Al azar significa algo diferente en la ciencia? La respuesta corta es no, el significado de la palabra "aleatorio" es el mismo en cualquier contexto. Sin embargo, existe una diferencia en la percepción humana de la aleatoriedad y el verdadero significado de azar.

Merriam-Webster define "aleatorio" como hecho, hecho o elegido al azar. Los diccionarios no diferencian entre aleatorio en la ciencia y en la vida cotidiana, pero existen discrepancias en cómo se usa esta palabra en la práctica, lo que se deriva del hecho de que las personas son muy malas para reconocer la aleatoriedad.

Aleatorio: significado en la vida cotidiana

Imagina que quieres probar tu suerte y visitar un casino. Te sientas y empiezas a jugar un juego. Desafortunadamente, pierdes repetidamente y piensas "está bien, una vez más, debo estar cerca de ganar". Esto se llama “falacia del jugador” . Los investigadores en Psicología y Ciencias Cognitivas no siempre pueden ponerse de acuerdo sobre qué conceptos psicológicos existen, pero la mayoría de ellos está de acuerdo en que la falacia del jugador es unsesgo cognitivo que nubla el juicio humano no solo en los casinos.

La falacia del jugador es una creencia irracional de que la probabilidad de un evento futuro está determinada por los eventos anteriores en una secuencia. A veces, esto puede ser una heurística útil, pero no lo es cuando consideramos eventos independientes e idénticamente distribuidos (IID), como los juegos en un casino.

Otro problema que tienen los humanos con respecto a la aleatoriedad es el fenómeno llamado Pareidolia. Ocurre cuando reconoces un objeto conocido o una persona en un patrón aleatorio. ¿Has oído hablar de esas historias de la Virgen María apareciendo en un brindis o has visto animales de granja en forma de nubes? Bueno, entonces lo entiendes.

Un campo que vive y respira "aleatorio" es la criptografía. Cuando podemos detectar un patrón en un proceso, también podemos predecir cómo podría cambiar el proceso en el futuro. Eso es muy útil en la ciencia de datos y el aprendizaje automático, pero no es realmente de lo que se trata la ciberseguridad. En Serious Cryptography , Jean-Philippe Aumasson describe dos errores que cometen las personas cuando se trata de reconocer la aleatoriedad.

1. Percibir la no aleatoriedad como aleatoriedad, es decir, algo "parece" aleatorio pero no fue generado por un proceso aleatorio.
2. Confundir la aleatoriedad con la no aleatoriedad, es decir, ver un patrón cuando no lo hay, como Pareidolia de antes.

¿Cuál de estas secuencias de 0 y 1 es aleatoria?

a) 00000000

b) 11010110

Sorpresa sorpresa. Ambos son aleatorios porque tienen la misma posibilidad de generarse. Ni a), ni b) tienen más probabilidades de ocurrir. Pero b) puede parecer que es más aleatorio porque tiene un patrón menos obvio.

Entonces, ¿qué significa aleatorio entonces?

Aleatorio: significado en ciencia y tecnología

Se desarrollaron metodologías científicas para minimizar la percepción humana errónea de (no)aleatoriedad. Es decir, la metodología impone la definición estadística de azar como algo impredecible, es decir, procedente del caos y la incertidumbre. Cuando los investigadores están diseñando experimentos , quieren controlar el entorno tanto como puedan, es decir, minimizar la incertidumbre. Por ejemplo, cuando se desarrolla un nuevo medicamento, debe pasar por una serie de ensayos clínicos. Después de un solo experimento con dos grupos, uno con placebo y otro con el nuevo fármaco, es posible que descubran que el fármaco funciona. Pero, ¿y si la metodología no se siguió correctamente, el número de sujetos de estudio fue bajo, etc.? Bueno, en ese caso, los resultados podrían observarse por pura casualidad, en cuyo caso, el nuevo fármaco no sería útil.

Volviendo a la criptografía , la aleatoriedad no es algo que deba evitarse. En cambio, aleatorio significa seguro, por lo que los criptógrafos deben generar aleatoriedad a voluntad. ¿Cómo? En primer lugar, necesitan una fuente de incertidumbre en forma de un generador de números aleatorios y, en segundo lugar, necesitan un algoritmo que les ayude a producir nuevas secuencias de bits aleatorios a partir de la fuente de incertidumbre, es decir, un generador de números pseudoaleatorios.

Puede sonar como si los números aleatorios fueran preferibles a los números pseudoaleatorios, lo cual es cierto en teoría, pero generar números aleatorios a partir de la fuente de incertidumbre es muy costoso. La incertidumbre puede provenir del ruido eléctrico, estático o acústico o puede obtenerse de un sistema operativo en ejecución y los sensores o dispositivos conectados. Es decir, lo “aleatorio” proviene del mundo analógico. No es fácil generar bits aleatorios lo suficientemente rápido de esta manera. Por lo tanto, los generadores de números pseudoaleatorios vienen al rescate. Pueden producir muchos bits artificiales a partir de unos pocos bits realmente aleatorios, por lo que son muy importantes en la práctica.

Aleatorio: significado en conclusión

Entonces no, la aleatoriedad significa lo mismo en diferentes contextos, excepto que nosotros, como humanos, no somos buenos para reconocer lo que (no) es aleatorio. Espero que esta historia te haya ayudado a comprender lo que realmente significa aleatorio.

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