随机：日常生活和科学中的意义

“这太随意了！”用于表达某事的常用短语是意料之外的或没有规律的。随机在科学中是否意味着不同的东西？简短的回答是否定的，“随机”一词的含义在任何情况下都是相同的。但是，人类对随机性的感知和随机的真正含义是有区别的。

Merriam-Webster将“随机”定义为随机制作、完成或选择。字典不区分科学和日常生活中的随机性，但在实践中如何使用这个词存在差异，这是因为人们非常不善于识别随机性。

随机：日常生活中的意义

想象一下，您想测试自己的运气并参观赌场。你坐下来开始玩游戏。不幸的是，你反复输了，你对自己说：“好吧，再来一次，我一定接近赢了”。这被称为“赌徒谬误” 。心理学和认知科学的研究人员不能总是就存在哪些心理概念达成一致，但他们中的大多数人都同意赌徒的谬误是一种认知偏见，不仅在赌场中影响了人类的判断。

赌徒谬误是一种不合理的信念，即未来事件的概率由序列中的先前事件决定。这有时可能是一种有用的启发式方法，但当我们考虑独立同分布 (IID) 事件（例如赌场游戏）时，它就没有用了。

人类对随机性的另一个问题是称为 Pareidolia 的现象。当您以随机模式识别已知物体或人时，就会发生这种情况。您是否听说过圣母玛利亚出现在敬酒中或看到农场动物以云的形式出现的故事？好吧，那你明白了。

一个“随机”生活和呼吸的领域是密码学。当我们可以检测到流程中的模式时，我们还可以预测该流程在未来可能发生的变化。这在数据科学和机器学习中非常有用，但并不是网络安全的真正意义所在。在《严肃的密码学》中，Jean-Philippe Aumasson 描述了人们在识别随机性时犯的两个错误

1. 将非随机性视为随机性，即“看起来”随机但不是由随机过程生成的东西。
2. 将随机性误认为是非随机性，即在没有诸如 Pareidolia 之类的早期模式时看到模式。

这些 0 和 1 序列中的哪一个是随机的？

一）00000000

b) 11010110

惊喜，惊喜。它们都是随机的，因为它们具有相同的生成机会。 a) 和 b) 都不太可能发生。但是 b) 可能看起来更随机，因为它的模式不太明显。

那么随机是什么意思呢？

随机：科技中的意义

开发了科学方法以最大程度地减少人类对（非）随机性的错误认识。意思是，方法将随机的统计定义强制为不可预测的东西，即来自混乱和不确定性。当研究人员设计实验时，他们希望尽可能地控制环境，即将不确定性最小化。例如，当一种新药研发出来时，它需要经过一系列的临床试验。在对两组进行一次实验后，一组安慰剂，一组服用新药，他们可能会发现这种药物有效。但是，如果没有正确遵循方法，研究对象的数量很少等怎么办？好吧，在那种情况下，结果可以纯粹是偶然观察到的，在这种情况下，新药不会有帮助。

回到密码学，随机性不是可以避免的。相反，随机意味着安全，因此密码学家需要随意生成随机性。如何？首先，他们需要随机数生成器形式的不确定性源，其次，他们需要一种算法来帮助他们从不确定性源（即伪随机数生成器）生成新的随机位序列。

听起来似乎应该优先选择随机数而不是伪随机数，这在理论上是正确的，但从不确定性来源生成随机数非常昂贵。不确定性可能来自静电或声学噪声，也可能来自正在运行的操作系统和连接的传感器或设备。意思是，“随机”来自模拟世界。以这种方式足够快地生成随机位并不容易。因此，伪随机数生成器来救援。它们可以从几个真正随机的比特中产生许多人造比特，因此它们在实践中非常重要。

随机：结论中的意义

所以不，随机性在不同的情况下意味着相同，除了我们人类不擅长识别什么是（非）随机的。我希望这个故事能帮助你理解随机的真正含义。

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