寻求完美机会的谜语

是客观的理想机会,还是我们无知的结果?




生活是不可预测的,事故无时无刻不在发生。 我们可以说宇宙本身是偶然的。 然而,某种程度上,大量的随机事件可以创建科学可以预测的大规模模式。 散热和布朗运动只是此类事件的两个例子。

最近,新闻中甚至发生了一起事故:事实证明,随机表面具有隐藏的顺序 ,而且我们也可能已经接近了解量子计算机如何产生完美的随机性 。 对于后一种情况,寻求完美的随机性很重要,因为随机性带来了不可预测性,并且所有非量子技术都试图实现这一点,这有一个隐藏的缺陷:它们是使用理论上可以解密的算法实现的。 在本专栏中,我们将学习如何在日常生活中创造随机性并克服随机性,然后再讨论关于什么是真正的随机性的哲学高度的讨论。

谜语1:随机组合




考虑一个简单的自行车密码锁,类似于下图。 它具有三个旋转盘,每个旋转盘依次显示10位数字。 当旋转这三个圆盘以提供所需的组合时-924-锁打开。 当您要关闭它时,您需要混合数字以使它们与给定的组合相距甚远。 但是在这种情况下,“远”是什么意思? 如果将磁盘尽可能多地移动5个位置,则将数字设置为479。但是,如果攻击者仅同时旋转所有五个磁盘并查看锁是否打开,则很容易意外地偶然发现该位置。 想象一下,饼干有时间测试五个不同的组合。 在每种情况下,我们的潜在小偷都会通过以下操作之一尝试使用我们的城堡(并且在失败的情况下,将城堡恢复为原始配置):

  • 随机旋转一个驱动器。
  • 同时旋转两个光盘,其位置随机。
  • 同时旋转所有三个光盘任意数量的位置。
  • 以不同角度旋转两个光盘。
  • 旋转所有三个光盘。

我们的谜语如下:如果锁的解锁代码为924,那么对于随机尝试打开锁来说,哪一组混合数字将是最稳定的,并且存在几组这样的数字? 检测代码的几率是多少?

谜语2:从随机性到谜语中的顺序


这常常使我感到惊讶,解决难题的过程与科学进步有多么相似。 我们从随机性到有序性,增加了零件,而每一个新的合适零件都会激发我们对解决方案正确性的信心。 在第二个任务中,我们将尝试创建一种方法来衡量从随机无序状态到完整的有序解决方案的进度。



假设我们解决了一个由六角形碎片组成的谜题,例如蜂窝。 拼图的图片是一棵蜿蜒的藤蔓。 由于图案是重复的并且是自相似的,因此即使两个相邻的块适合放在图片中,也无法保证它们彼此在物理上相互匹配。 假设另外三个可以到达给定片段的每个边缘。 因此,当两张图片彼此吻合时,它们物理吻合的可能性将为33.33%。 但是,如果您发现另一件适合这两者的产品,即与这两者具有共同优势的一块,那么您对成功的信心将会增加。 让我们尝试评估它的增长量。

  1. 您已经发现三件看起来乍一看合在一起的作品,而藤本植物图案在其相邻边缘没有明显移位。 您对正确选择作品有多少信心?
  2. 您已经找到了一个中央的六边形块,周围有六个六边形,在图片中它们似乎是重合的。 您对正确选择作品有多少信心?

零件组越大,您对正确组装的信心就越大。 合理地假设三个孤立的组(总共有七个连接件)与上述唯一被包围的六边形不具有可比性。

这个谜语的第三部分进行了更正,并试图量化上述差异。 是否有可能提出部分解决难题的完成程度的量度? 此方法应允许您将0到100的数字分配给任何部分组装的10x10六边形拼图。 该数字应表示完成程度,大致与拼图当前状态相对于完成版本的比例相关。

谜语3:完全巧合是可能的吗?


对于这一部分,我将给您一些著名的爱因斯坦-玻尔辩论的机会。 辩论参与者可以加入小组E或B。

两个团队都同意,在宏观世界中,仅由于我们不了解作用力或它们背后的算法,才可能存在随机生成机制。 如果知道所有作用在掷硬币或骰子上的力,那么如果您有足够的计算能力,则可以预测结果。 根据B团队的普遍观点,我们被告知,在量子世界中并非如此-量子概率应该是客观的。 但这有可能吗? 在亚量化的普朗克世界中,即使我们将永远没有机会研究这一水平,是否有某种机制可以决定将实施两个同样可能的选择中的哪一个? 即使爱因斯坦用骰子玩骰子的噩梦是真实的,但这个神在他脑海中应该有某种算法可以决定每一个选择,无论它多么奇怪和不合逻辑。 然后机会将再次是由于我们的无知。 仅在实践中是未知的,不是随机的。

B团队的标准答案是,量子世界实在太奇怪了,无法应用我们从与宏观世界互动的经验中学到的规则。 但是,有两种奇怪之处。 一方面,奇怪的可能在于无法以比光速更快的速度移动。 这样的奇怪可能存在,并且仅意味着我们需要在特殊情况下重新考虑对物理定律的理解,就像爱因斯坦修改了牛顿速度的加法则一样,该定律在非常大的数值下会变成错误的。

另一方面,就逻辑上的不可能而言,有些事情可能很奇怪-例如2 + 2等于5。在任何宇宙中,这样的结果都是不可能的。 E小组可能会辩称,从逻辑上讲不可能有完美的机会和客观概率。 我们不应该接受它们,而必须找到可以解释观测结果的物理机制,无论它们可能违反了什么现有的物理定律。

您加入哪个团队?

PS:答案将在以后发布。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN468203/


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