TEORIA
La generazione di numeri casuali è tra le classi di problemi cosiddetti "notevoli", nella teoria dei numeri: ottenere infatti una sequenza di numeri casuali è di cruciale importanza nelle simulazioni di comportamento di sistemi regolati da variabili aleatorie.
Generatori di numeri “pseudo-casuali”
Un generatore di numeri pseudo-casuali (PRNG) è un algoritmo che genera una sequenza di numeri, gli elementi della quale sono approssimativamente indipendenti l'uno dall'altro.
Un computer, in quanto macchina deterministica e assolutamente priva di arbitrio non è in grado di generare dei numeri casuali.
Quello che si può fare è realizzare un algoritmo che generi una sequenza di numeri avente le stesse proprietà statistiche di una sequenza di numeri casuali, con distribuzione uniforme ed incorrelazione tra I numeri generati.
Agli effetti pratici la sequenza generata ha lo stesso valore di una sequenza realmente casuale, ma è possibile ricreare la stessa sequenza fornendo all'algoritmo lo stesso valore iniziale (chiamato appunto seme)
I risultati forniti da un generatore di numeri pseudo-casuali non sono quindi veramente casuali, essi approssimano solo alcune delle proprietà dei numeri casuali.
Uno studio di due ricercatori dell'Università tedesca di Magdeburgo e dell'International Centre for Theoretical Physics di Trieste hanno dimostrato come i tipici algoritmi per generare numeri casuali utilizzati normalmente manifestino la tendenza a raggruppare gli zeri insieme, dando luogo a una sequenza con valori più frequenti di altri.
Quella che potrebbe sembrare una pura questione accademica ha in realtà forti ripercussioni sulla quotidianità, in quanto i generatori casuali sono alla base di molti modelli predittivi di tutte le scienze teoriche e applicate, dall'astronomia alla biologia molecolare. Disporre di generatori fallaci potrebbe portare a risultati del tutto inaffidabili.
Generatori hardware di numeri casuali
Nella scienza computazionale, un generatore hardware di numeri casuali è un apparato che genera numeri casuali da un processo fisico. Tali dispositivi sono basati tipicamente su fenomeni microscopici come il rumore termico o l'effetto fotoelettrico o altri fenomeni quantistici. Questi processi sono, in teoria, completamente impredicibili, e le asserzioni della teoria dell'impredicibilità sono soggette a test sperimentali.
L'impredicibilità dei risultati e l'assenza di un seme che influsisce sull'estrazione dei numeri, consentono di affermare che i numeri generati da simili apparecchiature sono “realmente casuali”. |
