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抽奖真的是随机的吗?科学解释你为什么没能成为“中国锦鲤”

原标题:抽奖真的是随机的吗?科学解释你为什么没能成为“中国锦鲤”

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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 ” ,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 ” 。

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

C++ 里的伪随机数计算公式

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 ] 。 ( 运行环境:差评君的大脑 )

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

因此生成的函数对伪随机算法很重要。

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。

这是 C 语言在 linux 环境下调用随机数的排列结果⬇️

可以看到,分布很平均。

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。

如果看了这篇文章导致你需要随机数的时候,再也不相信手机 APP 生成的结果的话。。。试试这个网站:random.org

绝对不是什么推广,国内上这个网站贼卡

这个网站可以帮你产生各种随机数,给定一个范围就能生成数字,生成随机数种子的噪音源取自大气里的分子运动现象,广义上来讲,也算真随机了。

这么说下去,既然电脑里的随机都是 “ 安排好的 ”,咱们游戏还玩儿吗?

照样玩儿,因为一般情况下,伪随机拿来模拟真随机是够用的,我们的世界一直就是这么过来的。

至于现实生活有没有随机这个事情,也别纠结了,好好生活,把问题留给科学家和哲学家吧。

图片来源:Giphydialogos.com.cy差评君在写文章途中来了一局文明6The Irish Times参考资料:CSDN用户@绘夜博文 《 随机数:真随机数和伪随机数 》知乎用户@雨亦奇《 伪随机的上位和真随机的逆袭 》维基百科 “ pseudorandom ”cnblogs @红字 《 内核随机数产生器 》

“ 我知道结尾有点像广告,但不是。。这破网站谁会做广告啊喂?! ”

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