Desde hace tiempo me ha interesado cosas como la criptogrfía, los números, etc. Algún día ya haré un post sobre criptografía propiamente dicha… Pero hoy quiero referirme a los números o sucesos aleatorios, esto es, a la aleatoriedad. Antes de empezar me gustaría aclarar algunos conceptos base que pueden confundirse:
- Suerte: La suerte es, en el fondo, una superstición. No existe como tal. Es sólo una creencia de que los sucesos ocurren de una forma determinada. La suerte se interpreta de muchas formas, pero no tiene sentido en la ciencia. Así que no voy a hablar de suerte en ningún momento.
- Azar: Definir el azar no es fácil, pero se podría decir que algo ocurre por azar cuando no ha influido nada del exterior en el suceso.
- Aleatorio: Que sólo depende del azar. Dicho de otra forma, que no depende de nada.
Bien, ahora viene la pregunta del siglo… ¿Existe de verdad el azar? ¿Existen los sucesos aleatorios? Para esto hay muchas respuestas… Unas dicen que sí y otras que no.
Primero de todo me voy a referir a la aleatoriedad en los números. ¿Para qué sirve generar números aleatorios? Bien, tiene muchas aplicaciones sobretodo en la criptografía. Es evidente que si tu le dices a una persona que te vaya diciendo números aleatorios, por ejemplo del 0 al 9, seguirá, inconscientemente, un patrón, con lo cual no nos sirven como aleatorios. Otro puede pensar, bueno, hagamos que un ordenador genere estos números. Los ordenadores utilizan algoritmos para generar información, así que también necesitaría un algoritmo para generar números aleatorios. Está demostrado que es imposible generar números completamente aleatorios con un ordenador (esto es, de forma lógica o con software). Así pues cuando se habla de generar números aleatorios se usan unos algoritmos llamados “generadores de números pseudoaleatorios” o PRNG, sus siglas en inglés. Los PRNG pueden tener diversos niveles de “seguridad” y pueden llegar a ser muy fiables y de hecho se usan muy a menudo en criptografía.
Aún así, para generar números realmente aleatorios necesitamos usar procesos físicos. Esto me lleva a hablar de la aleatoriedad en la naturaleza y los procesos físicos. Da la impresión que muchos procesos pueden ser aleatorios, como lanzar una moneda, pero su resultado final depende del ambiente: cómo se lanza, si hace viento, cómo es la moneda, etc. Durante mucho tiempo se creyó que, en evolución, las células mutaban aleatoriamente hasta obtener la mejor combinación. Esto se ve más claro en la llamada microevolución: imaginémonos una colonia de bacterias en un hospital. Ahora se desinfecta el hospital con un antibiótico muy fuerte. Las bacterias mutan muy fácilmente, y empiezan a mutar rápidamente hasta que una mutación las vuelve resistentes al antibiótico. Entonces esas bacterias sobreviven al antibiótico y se reproducen (la famosa selección natural pero a pequeña escala). Este proceso es similar al que hacen los glóbulos blancos para protegernos de las bacterias y los virus. Des de que se conocen estos hechos se había creído que las mutaciones eran completamente aleatorias y que “de casualidad” se encontraba la fórmula ideal. Ahora se sabe que no es exactamente así, sino que siguen un patrón desconocido y asombrosamente rápido para alcanzar la mutación perfecta. No sabemos cómo es el proceso ni cómo “saben” las bacterias como mutar, pero el hecho es que lo hacen.
Esto era para poner un ejemplo que quizás las cosas no son tan azarosas como pensamos. Aún así estamos empeñados en encontrar un suceso aleatorio así que enfocamos hacia la mecánica cuántica. Tengo que decir que no domino mucho el campo, aunque me gusta bastante, así que espero no decir ningún disparate. Se han observado fenómenos en los átomos que no parecen obedecer a ninguna causa y se piensa que realmente son enteramente aleatorios. Por ejemplo, el movimiento de las partículas de un gas o la separación de un núcleo (se puede predecir la probabilidad de que suceda pero no el tiempo que tardaría, que parece aleatorio). Estos sucesos se pueden usar para generar números aleatorios, llamados verdaderos números aleatorios (se usa, por ejemplo, el ruido electrónico o el efecto fotoeléctrico).
Así pues, ¿son aleatorios estos sucesos? También se pensaba de la evolución y ha resultado que ser que no. ¿Existe verdaderamente la aleatoriedad? Si no, ¿cómo tenemos el concepto? Aquí ya entramos en temas filosóficos… En fin espero que esta pequeña degustación de aleatoriedad haya sido interesante y buenas vacaciones (los que las tengan) a todos!
Os dejo con algunas citas sobre la aleatoriedad interesantes:
“La generación de números aleatorios es demasiado importante para ser librada al azar.” —Robert R. Coveyou, Laboratorio Nacional de Oak Ridge, 1969
“¿Cómo osamos hablar de las leyes del azar? ¿No es azar la antítesis de toda ley?” — Joseph Bertrand, Calcul des probabilités, 1889
“Números aleatorios no deberían ser generados por un método elegido aleatoriamente.” —Donald E. Knuth
Y una de mis preferidas: “Dios no juega a los dados con el universo.” —Albert Einstein
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Bibliografía: Wikipedia Contributors. Wikipedia, The Free Encyclopedia [en línea]. Artículos: Randomness, Quantum mechanics, Random number generation, Pseudorandom number generator, Aleatoriedad, Azar.