Есть ли что-то совершенно случайное?

Чтобы ответить на ваш вопрос или хотя бы получить какую-то картину, давайте рассмотрим следующее. Что такое случайно? Хм. Не вдаваясь в детали вопроса или философские выводы, мы можем определить «случайный» очень интуитивно, поскольку это в основном подходит для обсуждения в этой области. Давайте тогда предположим, что событие, которое является «полностью» случайным, — это событие, для которого логически (или формально, т.е. в смысле математической строгости) невозможно связать какое-либо правило, закономерность или причину. Тут, конечно, все усложняется.

В соответствии с определением «случайного» теперь можно создать событие, по крайней мере когнитивно, которое будет рассматриваться как действительно случайное. Чтобы немного развить ваш пример, давайте проведем мысленный эксперимент. Представьте, что мы идем по оживленной городской улице. Мы решаем попросить каждого проходящего мимо человека, который решит остановиться и дать нам пять секунд своего времени, чтобы выбрать номер. Таким образом, мы можем построить два множества. Пусть набор X обозначает числа, которые мы записываем, в том порядке, в котором мы с ними столкнулись; и пусть Y обозначает множество признаков людей, которые остановились и дали нам номер. Так, например, если третий, седьмой и двенадцатый человек, которого мы спросили, остановились и назвали нам число, Y = {3, 7, 12}. Конечно, множества Xи Y не может быть случайным в том смысле, который мы определили.

Но тогда мы можем задать вопрос, почему наборы имеют определенный шаблон или правило, связанное с ним. Разве не могли быть разные наборы? Итак, согласно нашему критерию истинной случайности, причина , по которой множества X и Y являются тем, чем они являются, является случайной. Я не могу сразу же придумать доказательство критерия, но подозреваю, что теорема Гедля где-то здесь.

Стоит отметить, что по нашему определению, возможно, ни одно событие, происходящее в природе, нельзя рассматривать как случайное. Итак, это может ответить на ваш вопрос о том, что во Вселенной есть что-то действительно случайное. С другой стороны, мы можем очень легко иметь события, которые можно квалифицировать как истинно случайные, если они существуют в некоторой «виртуальной» реальности, как та, что обсуждалась в приведенном выше примере. Но это действительно преуменьшение, когда я говорю, что это тема для обсуждения в другой раз.

Квантово-механические процессы, такие как фотон с круговой поляризацией, ударяющийся о поверхность, которая имеет линейную поляризацию (после чего он, чтобы антропоморфизировать ситуацию, должен выбрать, действительно ли он поляризован перпендикулярно или параллельно оси поляризации), не кажутся ( локально) детерминированные. Поэтому для всех практических целей имеет смысл рассматривать их как «полностью» случайные. Формально возможно, что существуют скрытые переменные состояния, распределенные по Вселенной вдали от самого фотона, которые, тем не менее, управляют его поведением, но, поскольку никто не нашел способа проверить их, жизнь в такой вселенной и жизнь в подлинно недетерминированном мире один может быть неразличим.

(Подробнее см. «Неравенство Белла».)

Хотя этот вопрос очень тесно связан с тем, о котором я говорил, я все же дам ответ, потому что вопрос требует другого ответа.

Прежде чем я дам вам ответ, я хочу прояснить одну вещь.

Я не совсем понимаю, что вы пытаетесь донести, когда утверждаете

Есть ли во Вселенной что-то совершенно случайное?

Этот вопрос кажется совершенно неверным, поскольку числа являются теоретической концепцией, изобретенной/открытой (любая из которых открыта для обсуждения: вопрос с наибольшим количеством голосов на этом сайте ) людьми и (насколько нам известно) являются исключительными для людей и творения людей (например, компьютеры).

Поэтому я не понимаю, что вы подразумеваете под «вселенная».

Во-первых, можно спорить о том, могут ли люди генерировать случайные числа. Однако для простоты предположим, что люди ни при каких обстоятельствах не могут генерировать случайные числа.

Это не означает, что его вообще нельзя сгенерировать:

Компьютеры — яркий пример того, что может генерировать числа, максимально приближенные к действительно случайным. Они бессмысленны, беспристрастны и не сознательны. Таким образом, прошлый опыт никак на них не влияет (если не запрограммировано иное). Это линейные машины, которые выполняют только те задачи, которые им поручены, ни больше, ни меньше.

РЕДАКТИРОВАТЬ: В ответ на комментарий Stoicfury я добавляю больше к своему ответу.

Судя по всему, со временем даже компьютерное оборудование, способное генерировать числа, очень близкие к действительно случайным, через некоторое время может обнаружить грубую закономерность.

В этом случае самое близкое к созданию настоящего генератора чисел — это сайт random.org, где определяемое число основано на малейших отклонениях звука в атмосфере. Однако в этом случае эта случайность больше не генерируется компьютером, а создается средой.

На самом деле это зависит от того, что вы определяете как случайное.

Если вы определяете его как число, которое генерируется беспристрастно и в то же время независимо и не подвержено влиянию каких-либо физических факторов, то оно невозможно по закону причины и следствия.

Ответ просто зависит от того, как вы определяете «Случайный». В очень либеральном смысле рандом — это просто что-то непредсказуемое. Таким образом, правильное подбрасывание монеты является достаточно случайным. Проблема возникает, когда вы пытаетесь применить более строгое определение случайности; возможно, событие действительно случайно, когда вероятность возможных исходов одинакова. Но в детерминированной вселенной (а многое из того, что мы видим в нашей вселенной, кажется детерминированным, даже если оно не находится «в глубине»), всегда есть только один возможный исход события. Таким образом, случайность, определяемая таким образом, даже не имеет смысла.

Если вы хотите обратиться к существующим эмпирическим доказательствам того, что наука могла бы назвать «случайностью» в нашей, казалось бы, детерминированной вселенной, Рекс Керр предлагает лучший ответ на этот вопрос . Пожалуйста, проголосуйте за него соответствующим образом:

Квантово-механические процессы, такие как фотон с круговой поляризацией, ударяющийся о поверхность, которая имеет линейную поляризацию (после чего он, чтобы антропоморфизировать ситуацию, должен выбрать, действительно ли он поляризован перпендикулярно или параллельно оси поляризации), не кажутся ( локально) детерминированные. Поэтому для всех практических целей имеет смысл рассматривать их как «полностью» случайные. Формально возможно, что существуют скрытые переменные состояния, распределенные по Вселенной вдали от самого фотона, которые, тем не менее, управляют его поведением, но, поскольку никто не нашел способа проверить их, жизнь в такой вселенной и жизнь в подлинно недетерминированном мире один может быть неразличим.

(Подробнее см. «Неравенство Белла».)

См. Также: В чем разница между свободой воли и случайностью и/или недетерминизмом?

Если вы продублируете сознательного наблюдателя в классической вселенной, скопируете искусственный интеллект на два больших компьютера или сделаете копию спящего человека клетка за клеткой, то путь, по которому сознание пойдет субъективно, будет совершенно случайным. Невозможно (изнутри) узнать, в какую сторону пойдут ваши чувства.

Это важно, потому что с философской точки зрения многомировая интерпретация квантовой механики объясняет случайность в квантовой механике. Но квантовая механика не требует дублирования наблюдателя — вы можете делать это как угодно, и результат субъективно случаен, а это означает, что нет никакой информации, которую вы можете получить заранее, чтобы сказать вам, какую копию вы сделаете. быть, потому что вы собираетесь быть обоими.

РЕДАКТИРОВАТЬ: более четкое объяснение

Предположим, что транспортер на звездолете «Энтерпрайз» неисправен, а вы капитан Кирк и хотите телепортироваться на поверхность планеты. Транспортер делает миллион копий Кирка и оставляет их в разных местах планеты, каждая из которых идентична.

Вопрос, который здесь задают, заключается в том, каким Кирком вы будете себя «ощущать» после того, как событие произойдет? Вы можете определить это позже путем самоанализа — вы просто оглядываетесь, чтобы увидеть, где вы находитесь. Но информация о том, кем вы собираетесь быть, совершенно неопределенна для вас как Кирка заранее, и вы можете, в лучшем случае, опубликовать вероятности.

Природа этих вероятностей фундаментальна, но они субъективны. Кто-то другой будет точно знать, что происходит --- продублировал Киркса. Но дублирование Кирка означает, что ваше восприятие расщепляется между многими сущностями, так что, поскольку вы должны выбрать один путь, ваш путь совершенно случайный.

Эта идея восходит к многомировой интерпретации квантовой механики Эвереттом в 1957 году, но этот тип вещей также появляется намного позже в популярной философской литературе Деннета и Хофштадтера в «The Mind's I», и это повторяется в философии 1980-х годов многими люди. Он не появляется перед Эвереттом ни в какой форме.

Сама вещь никогда не бывает случайной. Сама вещь просто есть то, что она есть.

Таким образом, вместо того, чтобы искать случайную вещь, мы хотим найти процесс, который производит вещи случайным образом. Многие считают, что квантовая механика дает действительно случайные результаты. Это означает, что он следует распределению вероятностей. Но если квантовая механика будет заменена детерминистской теорией, тогда это вылетит в окно. Таким образом, даже здесь случайность является скорее предметом наблюдения, чем абсолютной необходимостью.

Это правда, что большинство процессов, которые мы считаем случайными, на самом деле строго определяются силами. У нас просто нет информации для определения сил. Например, подбрасывание пенни — это то, что мы считаем случайным, тогда как на самом деле нам просто не хватает информации о том, как мы подбросили монету.

Согласно жестким детерминистам , истинной случайности не существует (даже на квантовом уровне), и все во Вселенной ведет себя точно так, как предопределено с момента Большого взрыва.

Другие утверждают, что квантовая физика и/или свобода воли по своей сути недетерминистичны. Хотя я не думаю, что этому есть какие-либо доказательства, я полагаю, что эта точка зрения остается популярной, потому что большинству людей неудобно принимать идею о том, что они, по сути, просто биохимические роботы и что каждая их мысль и чувство предопределено после Большого Взрыва.

В любом случае, я бы порекомендовал « Введение в случайность и случайные числа » доктора Мэдса Хаара для ознакомления со случайностью, генераторами псевдослучайных чисел (ГПСЧ), генераторами истинных случайных чисел (ГПСГ), разницей между ними, а также самой природой случайности. .

Случайно не значит беспричинно. Это просто означает, что цепочка причинно-следственных связей между событиями не связана. Если пароль генерируется таким образом, что каждый символ определяется из общего источника с использованием одного и того же алгоритма, то они являются псевдослучайными только потому, что последовательность кажется случайной, но символы связаны причинно-следственной связью. Это небезопасно, потому что, по крайней мере, в теории некоторая информация об одном персонаже может быть получена из другого. Если бы каждый персонаж был взят из другого источника и/или с использованием другого метода, то это было бы случайным, и знание одного персонажа не раскрывало бы информацию о другом. Они были бы причинно разделены.

« Есть ли что-нибудь совершенно случайное? » можно интерпретировать так: «Есть ли какой-нибудь агент, который не работает в направлении определенной цели?» Другими словами: «Существует ли существо без конечной причины?»

См. Открытый доступ Одерберга (бесплатно) 10 марта 2016 г. Статья The Monist « Возрождение окончательности: силы и намерение ».

1. «Бытие» требует «единства» (единства).
   
   ^{ср. Комментарий св. Фомы Аквинского к книге X « Метафизики » Аристотеля , урок 3 («Природа единства») , № 1974–1977:}

   <sup>1974. Это единство и бытие [и т. д.…, ссылка на то, что Аристотель говорит в #] (832).
   
   Поскольку он [Аристотель] приводил один и тот же аргумент в пользу бытия и единства, теперь он показывает, что единство и бытие каким-то образом означают одно и то же. Он говорит «как-то», потому что единство и бытие одинаковы по своему предмету и различаются только по смыслу. Ибо единство добавляет к бытию ноту неделимости, потому что о едином говорят как о неделимом или неделимом существе. Он приводит три причины, по которым единство означает то же, что и бытие.
   
   1975. (1) Первая состоит в том, что единство естественным образом принадлежит всем различным категориями не только к одному из них; то есть оно относится не только к субстанции, количеству или любой другой категории. То же самое относится и к бытию.
   
   1976. (2) Вторая причина заключается в том, что, когда о человеке говорят, что он один, термин « один» не выражает другой природы , отличной от человека, точно так же, как бытие не выражает другой природы, отличной от десяти категорий; ибо, если бы она действительно выражала иную природу, неизбежно произошел бы бесконечный регресс, поскольку и эта природа была бы названа единой и существовавшей. И если бы бытие выражало природу, отличную от этих вещей, то последовал бы и бесконечный регресс; а если нет, то вывод этого рассуждения должен быть таким же, как и у первого.
   
   1977. (3) Третья причина состоит в том, что все считается единым, поскольку оно есть бытие. Следовательно, когда вещь растворяется, она сводится к небытию.</sup>

2. Совершенно случайное существо не может быть таковым.
   ^{Первичная материя (ср . De Principiis Naturæ ) есть чистый хаос, бесформенность; форма, соединенная с первичной материей, есть то, что делает нечто действительным бытием.}
3. ∴ совершенно случайное существо не может быть существом.

Таким образом, не существует «никакой вещи [любого существа], которая была бы совершенно случайной».

Случайность, я думаю, действительно применима только к состояниям (состояниям в самом общем смысле). Учитывая это, я бы определил в качестве первого приближения случайное состояние как такое, которое не является следствием ранее существовавшего состояния.

Однако состояние может быть составным состоянием. Например, состояние атома обычно представляет собой соединение состояний субатомных частиц, которые являются частями атома, а может быть и чего-то еще. Итак, здесь я бы предположил, что если какое-либо «подсостояние» не является случайным, составное состояние, которое включает это состояние в качестве подсостояния, само по себе не является случайным (не полностью случайным).

Таким образом, случайное составное состояние представляет собой сумму случайных подсостояний. Таким образом, составное состояние не может быть случайным, даже если ряд его подсостояний является случайным, пока есть одно подсостояние, которое не является случайным.

Учитывая эти предварительные условия, составное состояние является случайным, если оно не является следствием ранее существовавшего состояния.

До появления квантовой физики и понятия квантовой случайности физики представляли Вселенную как временную последовательность состояний, каждое из которых является следствием непосредственно предшествующего состояния. Это, конечно, немного расплывчато, так как если бы время было непрерывным, ни у одного состояния не было бы непосредственно предшествующего состояния. Однако мы можем сделать это более устойчивым, сказав, что каждое состояние является следствием, по крайней мере, другого предшествующего состояния. Понятие следствия — это отношение порядка, так что если состояние Sm является следствием состояния Sn, а Sn само является следствием состояния Sp, то Sm также является следствием состояния Sp.

Это будет работать для всех состояний Вселенной на протяжении всей ее жизни, кроме первого состояния, если оно существует, что большинство людей почему-то считает необходимой истиной.

Таким образом, даже в том полностью детерминистическом взгляде на вселенную, который преобладал до того, как квантовая случайность разрушила эту идею, должно было существовать по крайней мере одно случайное состояние, т. е. первое состояние вселенной.

Конечно, теперь, когда мы знаем о галактиках и квазарах, мы можем представить себе, что сама вселенная является следствием чего-то другого, например другой, ранее существовавшей вселенной. Если это так, то, снова предполагая детерминизм и абсолютное начало времени, движение назад по цепи причинно-следственных связей неизбежно привело бы к первому состоянию, которое неизбежно является случайным.

И как только мы примем, что по крайней мере одно состояние может быть случайным, потому что оно должно было быть случайным, потому что ничего не было до него, и поэтому оно не могло быть следствием чего-либо, тогда мы также можем признать, что, возможно, вокруг много случайностей, даже если это не так. не очевидно. И это, конечно же, то, что подразумевает квантовая случайность. Квантовая случайность действует везде, только мы не видим ее своими глазами.

Следует сказать, что это лишь частичная случайность. Ясно, что квантовое состояние включает в себя только определенный набор свойств. Если бы это было не так, нас бы не было. Макроскопический порядок, очевидный для наших чувств и необходимый для нашего собственного существования, возможен только потому, что микроскопическая случайность ограничена.

То есть не все случайно. В широком смысле квантовый мир похож на игральную кость. Сам кубик является следствием чего-то другого, бросок кубика является следствием чего-то другого, но (в отличие от настоящего кубика) состояние кубика после того, как он остановится, является случайным. Что странно, если действительно случайно.

Мы также могли бы представить компьютерный дисплей, показывающий псевдослучайные числа, только здесь они каким-то образом были бы действительно случайными. Таким образом, сами числа будут случайными, но процесс будет компьютерным, а не чем-то случайным, а сами числа могут состоять только из заранее определенных цифр, скажем, от «0» до «9». Таким образом, истинная случайность, но случайность, тем не менее, ограничена небольшим набором значений от 0 до 9. Что странно, она действительно случайна.

Мы также могли бы представить вселенную или цепь вселенных без какого-либо начала во времени, и в этом случае нам не нужно было бы соглашаться с тем, что по крайней мере одно состояние должно быть случайным. Но даже тогда у нас все еще была бы квантовая случайность, какой бы странной она ни была, если предположить, что физики знают, что они делают.

Я бы сократил эту идею и классифицировал ее на два типа случайности. Один: необходимый, а другой: условный. Противоположным был бы «порядок», который также поддерживал бы необходимые и случайные атрибуты.

Естественная случайность и порядок необходимы. Наши внутренние впечатления о них условны. То есть относительно нашего особого места и момента времени.

Можно еще больше свести естественные явления к потенциальным, квантовым вероятностям или ретро-причинности в сравнении с причинностью в реальном времени в реальном мире. Кто знает.

Вы смешиваете две вещи:

• что- то случайное или нет
• распределение чего-либо, которое может быть равным или нет¹

¹) очень часто это не равное распределение, а нормальное распределение, когда большинство случаев группируются вокруг среднего. Подумайте: размер тела людей того же возраста и культуры: большинство из них около 1,8 м, меньше 1,7 м или 1,9 м, гораздо меньше 1,6 или 2 м. Но редко два ребенка от одних и тех же родителей имеют одинаковую длину.

Если вы войдете в казино, вы вряд ли найдете кого-нибудь, кто может предсказать следующую карту из колоды или следующий номер рулетки. Некоторые могут полагать, что знают способ предсказать это, но они не могут.

Некоторые здесь могут подумать, что если бы они знали достаточное количество параметров, то могли бы предсказать следующий номер рулетки, но подумайте об этом! Микроскопическая форма бильярдного шара будет меняться в зависимости от температуры, и вы не можете оградить казино от внешнего мира, чтобы предотвратить какое-либо влияние. Воздух приводится в движение дыханием посетителей, и нельзя рассчитать, когда кто из них будет дышать - это не проблема, которую можно будет решить через 100 лет с большей вычислительной мощностью. Это систематично: более тонкие условия рулетки неконтролируемы.

Так что результат случайный .

Моим первым побуждением было написать «истинно случайно», но, как серьезные взрослые, мы, конечно, всегда говорим правду, поэтому, если мы говорим «случайно», мы имеем в виду «случайно».

Вы можете построить канон рулетки в лаборатории, который дает предсказуемые результаты, но вы не получите на это лицензию. Это тоже предсказуемо. :)

Теперь ко второму, сопутствующим вопросам. Некоторые люди считают, что только равные распределения, например, при бросании игральной кости, являются случайными. Но это не так.

Представьте себе миску с двумя черными и одним белым шаром, и вы каждый раз вслепую вытаскиваете из миски и кладете обратно. Вы вытащите черный шар с шансом 2/3 и белый с шансом 1/3. Неизвестно какой цвет вы получите, но вероятность не равная - она ​​2:1.

Но зная это, вы можете преобразовать его в равное распределение: если вы вытащите белую, она будет белой, но если вы вытащите черную, вам придется вытащить вторую черную. Генерируется с помощью PRNG:

w, b, b, w, b, w, w, b, b, b, b, b, b, b, b, b, w, b, b, b, w...
W     B  W     W  W     B     B     B     B     W     B 

Здесь мы видим соотношение 5:6, что, конечно, не является доказательством, но доказательство больше относится к Mathematics.SE или Statistics.SE. Это только для того, чтобы показать, как это работает. Теперь: если вы знаете смещение любого случайного распределения, вы можете преобразовать его в равное распределение, а это означает, что равное распределение не такая уж волшебная вещь. Например, вы можете измерить красные и некрасные автомобили, которые появляются на другой стороне. Если вы насчитали их много и знаете распределение, то можете исправить неравномерность вычислением.

Люди с детерминистской точкой зрения могут возразить, что при наличии достаточного количества данных и больших машин, а также знании всех законов природы в мельчайших деталях можно было бы рассчитать каждое незначительное событие в далеком будущем, но мы знаем, что существует слишком много атомов. во вселенной, где мы не знаем, где они находятся и каково их движение. Всеми возможными способами невозможно предсказать будущее, но в этом и заключается случайность: можем мы предсказать его или нет. Это не про " Можно ли было бы предсказать, если бы...".

Так что утверждение, что наше будущее непредсказуемо, не нуждается в доказательстве - это факт. Детерминистская точка зрения требует доказательства, но из квантовой механики мы знаем, что на субатомном уровне существует неопределенность (Гейзенберг).

Все в этом мире взаимосвязано.

Нет аварий.

Любая связь между любым данным набором существ / вещей, которую человек не понимает, он называет случайной.

Таким образом, простыми словами, Нет. Ничто не является полностью случайным. однако самая случайная вещь во вселенной будет зависеть от человека, который задает вопрос

Если я соберу серию измерений окружающей среды в повторных экземплярах, в каждом из измерений будет связанная случайная составляющая ошибки. Любое отдельное измерение будет иметь равную вероятность того, что оно будет выше или ниже среднего; Я не могу заранее предсказать, что это будет. Если конечное распределение измерений ранжировано по величине, измерения будут симметрично расположены вокруг медианного значения. Любой управляемый процесс будет иметь случайные отклонения от среднего значения и будет генерировать симметричное распределение; и наоборот, если отклонения не случайны и процесс выходит из-под контроля, распределение не будет симметричным.

Нет.

Я «верю», что если вы скопируете каждый существующий атом (вселенная и все, что находится снаружи/вокруг) и вставите его куда-нибудь (например, в другой каталог на вашем компьютере^), то в обоих мирах произойдет одно и то же. Каждый человек поступал бы точно так же, и каждая звезда и комета совершали бы одинаковые движения.

Следовательно: если бы у вас были неограниченные математические способности и знания, вы могли бы рассчитать, что произойдет, и предсказать все, что вы считаете случайным.

Например: если бы был моментальный снимок всего (включая движение в каждом измерении и любое другое свойство) 20 марта 2012, в 22:31, вы могли бы рассчитать, что через 24 часа OP опубликует эту тему.