Kann Zufälligkeit zufällig sein?

In der Mathematik ist ein echter Zufallszahlengenerator unmöglich, da jede Formel einen Prozess definiert, der, so komplex er auch sein mag, nicht zufällig ist.

Ein zufälliges Ereignis muss in keinem Zusammenhang mit einer Ursache oder einem Zustand stehen und kann daher nicht kausal sein. Es ist eine brachiale Tatsache par excellence.

Wenn ich eine Liste aller möglichen Bedingungen aufstelle, kann ich sagen, dass ein zufälliges Ereignis außerhalb davon liegt. Aber ist das nicht eine Regel, die die Bedingungen eines zufälligen Ereignisses bestimmt?


Bearbeiten: Diese Frage war falsch, ich habe "kausal" mit "deterministisch" verwechselt.

Zufällig bedeutet unvorhersehbar. Es gibt unzählige TRNGs. Zu wissen, dass RNG TRNG ist, sagt Ihnen also nicht viel über den gegebenen RNG aus. Und, nun ja, da es unzählige RNGs gibt, kann man kaum eine Liste aller möglichen Ereignisse erstellen. Und Sie können nicht in zählbarer Zeit zwischen PRNG und TRNG unterscheiden.
@rus9384 Danke! Wenn zufällig unvorhersehbar bedeutet, ist es ein intrinsisch relatives Konzept?
Nach der aktuellen Theorie der Informatik ist es für jede Turing-Maschine unvorhersehbar. Zeno Machine zum Beispiel könnte etwas vorhersagen, was eine Turing-Maschine nicht kann. Aber nun, da es keinen größten Kardinal gibt, gibt es keinen RNG, der nicht für alle Maschinen vorhersagbar ist. RNG, das für eine Maschine A nicht vorhersagbar ist, muss auf einer Maschine B implementiert werden, die strikt leistungsfähiger ist als A. Also, ja, aus der Position des modernen CS ist es relativ. Es könnte jedoch Leute geben, die mit dieser Definition von RNG nicht einverstanden sind.
Ich vermute, dass die meisten Verwendungen von „zufällig“ nicht zufällig, sondern „unvorhersehbar“ bedeuten. Ein wirklich zufälliges Ereignis wäre mit einem von Gesetzen beherrschten Universum nicht vereinbar. Daher die Schwierigkeit, Zufallszahlen zu erzeugen. .
@rus9384 Was meinst du mit RNG? Die Anzahl möglicher Computerprogramme ist abzählbar unendlich.
@DavidThornley, RNG ist ein Zufallszahlengenerator und muss nicht berechenbar sein. Daher ist eine Menge aller RNGs größer als die Menge aller Computerprogramme.
@ rus9384 Ich weiß immer noch nicht, was Sie mit "Zufallszahlengenerator" meinen. Soll dies irgendein Prozess sein, der scheinbar Zufallszahlen erzeugt?
@DavidThornley, Sie stimmen mir zu, dass TRNG unvorhersehbare Zahlen produziert. Wenn wir also eine Black Box nehmen und sehen, dass jedes TM der Menge aller TMs eine Vorhersage gibt, ist es kein TRNG. Daher ist TRNG nicht berechenbar und es gibt kein TM, das ein RNG-Verfahren ausführen kann. Und noch mehr, es gibt kein solches Verfahren, das in irgendeiner TM-Sprache geschrieben ist.
@ rus9384 Wenn ich das richtig verstanden habe, bedeutet das, was Sie sagen, dass es unmöglich ist , ein zufälliges Ereignis mit dem in meiner Frage beschriebenen Verfahren vorherzusagen . Was ich mit meinem Argument "Liste aller möglichen Regeln / Bedingungen" annehme, ist, dass ein zufälliges Ereignis logisch unmöglich ist
Nun, es ist nicht logisch unmöglich. Wenn das Universum nichts Stärkeres als TM zulässt, kann es dennoch etwas Zufälliges außerhalb unseres Universums geben, das es beeinflusst.
@ rus9384 nicht sicher, ob ich es verstanden habe. Dieses etwas Zufällige außerhalb unseres Universums sollte in die Liste aufgenommen werden ...
Nicht wirklich. Es könnte in unserem Universum keine Beschreibung haben, selbst wenn es unendlich ist.
Zufällige Ereignisse sind nicht nur logisch, sondern sogar physikalisch möglich, und Geigerzähler werden beispielsweise für eine echte Zufallszahlengenerierung in HotBits verwendet . Dinge in der Mathematik müssen nicht durch Formeln oder Regeln gegeben sein. "Zufälliges Ereignis ... kann nicht kausal sein" ist falsch, Quantenereignisse sind kausal, Sie verwechseln "kausal" mit "deterministisch". "Mögliche Bedingungen" (Vorbedingungen?) müssen das Ergebnis nicht bestimmen und liefern daher möglicherweise keine deterministische Regel.
@Conifold danke für deine Notizen, vielleicht ist meine Einführung zu TRNG verwirrend. Ein Quantenereignis ist nicht deterministisch – aber es ist statistisch, nicht zufällig. Bei einem wirklich zufälligen Ereignis kann ich keinen Hinweis darauf haben, was passieren wird, wie bei einem H / T-Wurf einer idealen Münze.
Sie haben eine Ahnung, was passieren wird, es ist entweder Kopf oder Zahl. Das Quanten-Doppelspalt-Experiment ist in dieser Hinsicht identisch, der eine oder der andere Spalt. Und es gibt Standardwege, um Zufallsvariablen mit einer Verteilung in solche mit einer anderen durch algebraische Transformationen umzuwandeln, selbst wenn die Wahrscheinlichkeiten nicht gleich wären. Ihre zufällige / statistische Unterscheidung ist also sinnlos, selbst wenn sie vorgenommen werden könnte, was nicht möglich ist.
@Conifold Du hast Recht, ich habe die Frage bearbeitet, vielleicht könnte sie für andere nützlich sein. Ich habe mich gefragt: Wenn ich eine ideale Münze werfe, kann ich nicht wissen, ob sie auf H oder T landet. Ich betrachte es als zufälliges Ereignis, aber es folgt einer Regel: H oder T, die Chancen stehen auf Augenhöhe. Aus diesem Grund ist die Chance, eine ähnliche Anzahl von T und H zu erhalten, umso höher, je mehr Würfe ich mache. Aber was wäre, wenn sich die Chancen selbst zufällig ändern könnten? dh bei 1000 Würfen sind die Chancen besser für H, von 1001 bis 1328 für T und so weiter
Vergiss den ganzen Quanten-Quatsch. Die Antwort lautet, dass ein wirklich zufälliger Prozess durch keine berechenbare Funktion beschreibbar wäre (daher überhaupt nicht "beschreibbar"). Ihre sogenannte "Liste aller möglichen Bedingungen" bittet nur um eine diagonale Argumentationswiderlegung, die ich jemand anderen im Detail konstruieren lasse. Das Ergebnis ist, dass, wenn Sie eine endlose Liste von Zahlen erhalten, die von einem wirklich zufälligen Prozess generiert wird, kein Programm mit gegebener Eingabe i die i^te Zahl auf der Liste ausgeben kann. Es gibt nur abzählbar unendlich viele Programme, aber überabzählbar unendlich viele N-->N Funktionen.
@Conifold Eine Behauptung, dass eine Art RNG TRNG ist, ist nicht beweisbar. Und auch nicht falsifizierbar.
@JohnForkosh, effektiv das, was ich meinte.
Es gibt kein zufälliges Ereignis . Alle Zufälligkeit liegt in den Effekten . Bei probabilistischen Ereignissen bestimmt nicht die Ursache ihre Wirkung mit absoluter Genauigkeit, sondern nur die Wahrscheinlichkeitsverteilung, bei der die Wirkung zufällig landet .

Antworten (6)

Eine echte Zufallszahl ist eine, die unvorhersehbar ist, selbst wenn sie den Zustand des Universums im Voraus kennt. Im Spezialfall einer zufälligen Zahlenreihe muss jede Zahl mit Wahrscheinlichkeit unabhängig von allen vorherigen Zahlen generiert werden. Es ist nicht möglich, dies mit einer mathematischen Formel oder einem Computerprogramm zu tun, aber es ist möglich, Prinzipien der Quantenmechanik (vorausgesetzt, sie gelten) zu verwenden, um eine physikalische Formel zu erstellen.

Quanten-TMs mit unbegrenztem Speicher sind nicht leistungsfähiger als deterministische.
Warum ist es möglich?
"Eine echte Zufallszahl ist eine, die unvorhersehbar ist, selbst wenn man den Zustand des Universums vorher kennt." - Glaubst du an solche Dinge? Ist die Zufälligkeit von QM nicht Teil einer Interpretation und nicht unbedingt Teil der Theorie selbst? Ich weiß die Antwort nicht, ich frage mich das. Viele Leute behaupten, dass QM eine Quelle echter Zufälligkeit ist. Woher weißt du das?
Die Annahme, dass die Prinzipien der Quantenmechanik tatsächlich gelten, ist ebenso berechtigt wie die Annahme, dass Pseudozufallszahlengeneratoren Zahlen erzeugen, die für den modernen Beobachter nicht von Zufallszahlen zu unterscheiden sind.
Siehe Verwendung von nsandi.com/ernie für britische Prämienanleihen, um eine Zufallszahl für das zu erstellen, was im Wesentlichen eine Lotterie ist.
„Gigantua chaotische Gravitations-Dreikörpersysteme und ihre Irreversibilität auf die Planck-Länge“ arxiv.org/abs/2002.04029
Jedes pseudozufällige System, dem derselbe Seed gegeben wird, erzeugt dieselben Ausgaben wie eine andere Instanz desselben Systems. In der Zwischenzeit ist es überhaupt nicht schwer, ein System zu generieren, das Zufälligkeit unter Verwendung des Zustands des Universums erzeugt, so dass Sie sein Ergebnis nicht vorhersagen können, aus dem einfachen Grund, dass es im gesamten Universum nicht genügend Ressourcen dafür gibt; insbesondere erfordert die Beobachtung eines beliebigen Teils Teile, die das System beeinflussen und daher beobachtet werden müssen, was mehr beobachtende Teile erfordert ... und mit diesem exponentiellen Wachstum wachsen Sie aus dem beobachtbaren Universum heraus, lange bevor Sie genug wissen.

In der Mathematik ist ein echter Zufallszahlengenerator unmöglich, da jede Formel einen Prozess definiert, der, so komplex er auch sein mag, nicht zufällig ist.

Ein Mathematiker würde keine Formel verwenden, um eine Zufallszahl zu erzeugen. Er oder sie würde einfach die Eigenschaften festlegen, die eine Zufallszahl erfüllen könnte: Um beispielsweise einen Würfel zu modellieren, würde man nach einer zufälligen ganzen Zahl fragen, die aus der Menge {1,2,3,4,5,6} gezogen und gleichmäßig verteilt wird .

Was Sie sagen, ist jedoch zutreffend, wenn es darum geht, eine solche Anforderung tatsächlich auf einem Computer umzusetzen. Dann müssen wir genauer werden und tatsächlich einen Algorithmus spezifizieren.

Ein zufälliges Ereignis muss in keinem Zusammenhang mit einer Ursache oder einem Zustand stehen und kann daher nicht kausal sein. Es ist eine brachiale Tatsache par excellence.

Wenn ich eine Liste aller möglichen Bedingungen aufstelle, kann ich sagen, dass ein zufälliges Ereignis außerhalb davon liegt. Aber ist das nicht eine Regel, die die Bedingungen eines zufälligen Ereignisses bestimmt?

Dies ist ein Extrem, das rein Zufällige; die andere ist rein deterministisch. Eine geeignete Typologie von würde die Möglichkeiten dazwischen untersuchen.

Zufälligkeit ist umgekehrt proportional zu den Informationen, die Sie haben. Wenn Sie die richtige Menge an Informationen haben, können Sie fast alles vorhersagen. Wenn also etwas zufällig ist, liegt das daran, dass Ihr Gehirn nicht über genügend Informationen verfügt, um das Ergebnis vorherzusagen.

Ich habe einige kleinere Änderungen vorgenommen, die Sie rückgängig machen oder mit der Bearbeitung fortsetzen können. Sie können die Versionen sehen, indem Sie auf den Link "bearbeitet" klicken. Wenn Sie Referenzen von anderen haben, die eine ähnliche Ansicht vertreten, würde dies Ihre Antwort stärken. Willkommen in dieser SE!
"Zufälligkeit ist umgekehrt proportional zu den Informationen, die Sie haben." Ich denke, Sie meinen den Prozentsatz der Informationen, die ich habe, verglichen mit allen Informationen. Nun, das stimmt. Aber es gibt möglicherweise Dinge, die kein Gehirn begreifen kann. Nicht einmal unendlich.

Statistische Zufälligkeit ist eine mathematische Eigenschaft einer Reihe. Es bedeutet sowohl das Fehlen jeglicher Muster als auch die Unvorhersehbarkeit des nächsten Artikels in der Serie.

Die statistische Zufälligkeit unterscheidet nicht zwischen echter und Pseudozufälligkeit.

Philosophische (wahre) Zufälligkeit ist eine Eigenschaft eines einzelnen Gegenstands. Das bedeutet, dass das Element von niemandem bewusst ausgewählt wurde oder ein Produkt eines Algorithmus ist (der zusammen mit den Seed-Werten ausgewählt werden muss).

Wirklich zufällig = Unbeabsichtigt

Pseudozufällig = Absicht

Es scheint mir, dass das Problem hier eine widersprüchliche Ontologie sein könnte. Echte Zufälligkeit kann nicht modelliert werden, Dinge, die nicht modelliert werden können, werden von der Physik als nicht vollständig verstanden / verständlich angesehen.

Die Viele-Welten-Interpretation der Quantenmechanik liefert einen interessanten Kontrapunkt. Wir befinden uns nicht im Universum mit einem zufälligen Ausgang, sondern in jedem Universum mit jedem Ausgang. Determinismus, und doch schaut jede Version einander an und versucht herauszufinden, warum sie gerade in diesem Zweig sind.

"In der Mathematik ist ein echter Zufallszahlengenerator unmöglich, weil jede Formel einen Prozess definiert, der, so komplex er auch sein mag, nicht zufällig ist."

Ich möchte darauf hinweisen, dass diese Frage und ihre Antwort hier an einer fehlenden klaren Beschreibung dessen leiden, was einen „Zufallszahlengenerator“ in der Mathematik ausmacht, da „Zufallszahlengenerator kein Fachbegriff ist. Aber er hat es auch keine offensichtliche technische Bedeutung.

Die Antwort in diesem Zitat legt nahe, dass der Zufallszahlengenerator durch eine Formel definiert werden soll. Aber welche Arten von Formeln zählen als Formeln? Dies bleibt unausgesprochen, obwohl man versuchen könnte, die Frage nur dann zu beantworten, wenn dies angegeben ist.

Das befasst sich mit der Definition, welche Arten von Generatoren zufällig sein können oder nicht.

Aber auch: Was heißt hier zufällig ? Welches Kriterium muss ein Generator erfüllen, um als zufällig eingestuft zu werden? Auch das ist nicht so einfach zu definieren. Nehmen wir im einfachsten Fall an, dass unser Zufallszahlengenerator anfängt, eine Folge von Nullen und Einsen auszugeben, und der Idealfall ist die mythische faire Münze, die wiederholt in einer endlosen Folge von (1/2,1/2) Bernoulli-Versuchen geworfen wird. Grob gesagt scheinen die besten Definitionen einer „Zufallsfolge“ zu verlangen, dass für jede natürliche Zahl K jede Folge von Nullen und Einsen der Länge K mit der erwarteten Häufigkeit 1/2^K auftritt.

Das Problem ist, dass es zur Kenntnis dieser Frequenz a) notwendig ist, eine ganze zählbare Folge von Ausgaben zu kennen, und b) für jede endliche Anfangskette von Ausgaben diese Kette ignoriert werden kann und die zählbare Folge genauso zufällig ist (bzw nicht), wie es bei der endlichen Anfangszeichenfolge der Fall war.

Wenn also zum Beispiel für n = 1, 2, 3, ..., lassen wir den n-ten Ausgang des Generators sein

F(n) = 0 wenn p(n+1) = 1 (modulo 4),

F(n) = 1 wenn p(n+1) = -1 (modulo 4)

(wobei p(n) die n-te Primzahl bezeichnet)

dann würde dies wahrscheinlich meine obige Definition erfüllen.

Aber dieser "Generator" ist völlig deterministisch.