20. yüzyılın bilimsel ve teknolojik ilerlemesi, olasılık teorisinin geliştirilmesine ve rasgele sayı üreteçlerinin yaratılmasına çok şey borçludur.
Rastgele sayılar, olasılık teorisinin temel kavramı olan bazı rastgele değişkenlerin uygulanmasının sonuçları olarak yorumlanabilecek sayılardır. Bu bağlamda rastgelelik kavramı, deney başlamadan önce belirli bir miktarın değerinin öngörülemezliğini ifade eder.
Rastgele sayıların geçmişi
İnsanlığın rasgele sayıları kullanma ihtiyacı, bilim adamlarının rasgele diziler elde etmeye olanak tanıyan cihazların icadından çok önce ortaya çıktı. Uzun bir süre boyunca insanlar, canlı ve cansız yapıdaki nesneler de dahil olmak üzere rastgele sayılar üretmek için doğaçlama yöntemler kullandılar.
En basit rasgele sayı üreteçlerinin en çarpıcı örneklerinden biri, günümüzde yaygın olarak kullanılan tanıdık zarlardır. Temel ve eğitim deneylerinde, bir zarın hareket yasasının çevresine, başlangıç koşullarına ve insan faktörüne bağımlılıkları tamamen ihmal edilebilir, bu nedenle bir zardaki puan sayısı, bazı çekincelerle, rastgele olarak kabul edilebilir. değişken. Zar, olasılık teorisinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynadı: 1890'da İngiliz araştırmacı Francis Galton, zar kullanarak rasgele sayılar üretmek için bir yöntem önerdi.
Cihazda biraz daha karmaşık olan, günlük hayatta yaygın olarak kullanılan başka bir sayı oluşturucudur - piyango davulu. Bu cihaz, içinde dönüş sırasında karıştırılan numaralı topların bulunduğu bir tamburdur. Piyango davullarının ana uygulama alanı piyango ve lotodur. Düşük rastgelelik derecesi ve çalışma hızı nedeniyle lototron'un ciddi bilimsel deneylerde kullanılmaya uygun olmadığını tahmin etmek kolaydır.
Büyük miktarda veri elde etmenizi sağlayan ve uygulamalı problemleri çözmeye uygun ilk rasgele sayı üreteci 1939'da icat edildi. Maurice George Kendall ve Bernard Babington-Smith, 100.000 rasgele sayı içeren bir tablo oluşturabilen bir cihaz yarattı. Ve sadece 16 yıl sonra, Amerikan stratejik şirketi RAND, İngiliz akademisyenlerin sonuçlarını 10 kat iyileştirdi - özel makinelerin yardımıyla, bir milyon rastgele sayı tablosu oluşturuldu. Rastgele sayılar üretmek için tablo yöntemi, 1996'da 650 MB rasgele sayı alan George Marsaglia sayesinde önemli bir gelişme kaydetti. Ancak, kapsamın darlığı nedeniyle bu yöntem şu anda geniş çapta kabul görmemektedir.
Gerçek zamanlı olarak rasgele sayılar üreten makineler, rasgele sayı tabloları oluşturan cihazlara göre çok sayıda avantaja sahiptir. Bu tür ilk makinelerden biri, 1951'de bir direncin giriş gürültü akışına dayalı olarak rasgele sayılar üreten bir program içeren Ferranti Mark 1 bilgisayarıydı. İlginç bir şekilde, böyle bir program oluşturma fikri büyük İngiliz matematikçi Alan Turing'e aitti. Rastgele sayı üretimi alanında bir diğer yenilik de, başlangıçta İngiliz piyangosunda kazanan sayılar üretmeyi amaçlayan ERNIE'nin (Elektronik Rastgele Sayı Gösterge Ekipmanı) 1957'de icadıydı.
Sözde rasgele sayılar
Rastgele sayı üreteçlerinin icadı, şüphesiz bilimsel ve teknolojik süreci büyük ölçüde hızlandırdı. Bununla birlikte, bu cihazların, uygulama olasılıklarını önemli ölçüde sınırlayan kritik derecede önemli bir dezavantajı vardı. Daha 20. yüzyılın ortalarında, Macar-Amerikalı matematikçi John von Neumann, rastgele bir deneyi tekrarlamanın imkansızlığı ve sonuç olarak rastgele bir sayıyı yeniden üretmenin imkansızlığı nedeniyle fiziksel rastgele sayı üreteçlerinin hesaplamada uygun olmadığına dikkat çekti. Bir makinenin çalışmasını test etmek için. Bilimsel topluluğun sözde rasgele sayılara bu şekilde ihtiyacı vardı - rasgele sayıların bir dizi önemli özelliğine sahip olan, ancak rastgele bir deney sonucunda değil, bazı algoritmalara dayalı olarak elde edilen sayılar. John von Neumann, çıktıda on basamaklı sözde rasgele sayılar elde etmenizi sağlayan "karenin ortası" yönteminin yazarı oldu.
Sahte rasgele sayıların ana dezavantajı, elbette, bilimin ve yaşamın birçok alanında çok önemli olan veri rasgeleliğinin olmamasıdır. Ek olarak, tüm sözde rasgele sayı üreteçleri döngü özelliğine sahiptir, yani belirli bir andan itibaren çıktı sayıları dizisini tekrarlamak için birçok algoritma tersine çevrilebilir ve hatta bazıları düzensiz tek boyutlu bir dağılıma sahiptir. Bu nedenle, şu anda bu alan, var olan veya yeni verimli sözde rasgele sayı üreteçlerini geliştirmek isteyen birçok araştırmacının ilgisini çekiyor.
İlginç gerçekler
- Bazı tarihçilere göre, rastgele sayılar üretmeye yönelik ilk girişimler MÖ 3500 yıllarına kadar uzanıyor. Garip bir şekilde, fişlerin tahta etrafında hareket ettirilmesinden oluşan eski Mısır masa oyunu "Senet" ile bağlantılılar.
- Uzun bir süre, nüfus sayımlarının sonuçları ve deneysel olarak elde edilen diğer veri tabloları, bazı gerçek pratik problemler için rastgele sayılar kaynağı olarak kullanıldı.
- Sözde rasgele sayı oluşturma algoritmalarındaki bir güvenlik açığı, 2010'ların başında Çok Eyaletli Piyango Derneği'nin eski güvenlik direktörü tarafından istismar edildi. Davetsiz misafirin, yılda birkaç gün kazanan kombinasyonları belirleyebileceği piyango biletlerinin kazanan numaralarını belirlemek için kullanılan yazılıma erişimi vardı. 2015 yılında 16,5 milyon dolar kazandıktan sonra suçlandı.
- Bir Apollo uzay aracının yerleşik bilgisayarına kurulan sözde rasgele sayı üreteci, bir zamanlar aracın hareketinde arızaya neden oldu ve amaçlanan yörüngesinden ciddi şekilde saptı. Bilim adamlarının keşfettiği gibi, açısal hızları hesaplamak için kullanılan jeneratörün çıkış verileri, vakaların %80'inde alt yarı düzleme düştü ve bu, jeneratörün sonuçlarının rasgeleliği için gerekli kriterleri kesinlikle karşılamadı.
Rastgele sayılar üretme sorunu, şu anda bilim camiasında en alakalı ve gelecek vaat eden sorunlardan biridir. Aynı zamanda bu konu daha çok bilim dünyasından uzak kişiler için ilgi çekicidir. En ünlü sözde rasgele sayı üretme algoritmalarını ve kullanım alanlarını öğrenin.
