רנדומליות (אקראיות)

רנדומליות, היעדר חוקיות בהקשר למאורע נתון, מוגדרת גם כאקראיות, מצב כאוטי שאינו מוביל לתכלית כלשהי, ללא מגמה או בחירה מודעת.

בתחום המחשוב מצב של אקראיות קיים כאשר יש חוסר סדר או עקביות של רצף או סדר בספרות, כמו למשל בספרות אחרי הנקודה במספר טרנסצנדנטלי כמו הספרות אשר באות אחרי הנקודה בשורש של 2.

√2=1.4142135623…

דוגמא אחרת היא המספר פאי. פאי הנו מספר טהור המייצג את המספר הקבוע (בגיאומטריה האוקלידית) בין היקף המעגל לקוטרו. פאי הוא קבוע מתמטי והוא מספר אי רציונלי (טרנסצנדנטלי) שאינו שווה ליחס בין שני מספרים שלמים.
הספרות הראשונות של פאי: 3.141592653589793…
לצרכים יומיומיים נוטים להסתפק בדיוק נמוך יותר של הפאי ובמקרים רבים נוטים להסתפק בקירוב של 3.14.

בסטטיסטיקה והסתברות מידת האקראיות הנה קריטריון למידת אי הוודאות, כמו בעת הטלת שתי קוביות. בעת לקיחה בחשבון של "חוק המספרים הגדולים", סכום 7 יופיע פי שתיים מסכום 4 ובכל מקרה לתוצאה תהיה שאיפה למצבים אלו.

עיקרון הרנדומליות כבר היה בשימוש בתקופה הקדומה לצורך חיזוי וניבוי. באתונה חולקו נחלאות על פי הגרלה, דומה לאירוע שהיה לימים בעת יסוד תל אביב בטקס הגרלת האדמות ב-1909. הימורים כמו לוטו ולוטריה בקזינו, מבוססים על עיקרון האקראיות.

תורת ההסתברות נוצרה ופותחה על ידי בליז פסקאל במאה ה-16 על בסיס ניסיון להבין מצבים במשחקי הימורים. הוא התבסס על הנחה שלתהליכים אקראיים יש התפלגות ברורה ואחידה.

בסיפור בספר יונה בתנ"ך אנו מוצאים שהמלחים ניסו למצוא את האשם בסערה שהיתה אמורה לשבר את האוניה עליה עלה יונה בנמל יפו. הם השתכנעו רק לאחר שבמספר רב של הגרלות עלה שמו של יונה כאשם בסערה, חוסר סבירות ששמו יעלה באקראי פעם אחר פעם בהגרלה. גורם אקראיות קיים גם בתחום ההימורים, תחום שנחקר על ידי גלילאו ופסקל שכפי שהזכרנו, נחשב לאבי תורת ההסתברות והסטטיסטיקה. תורת ההסתברות נוצרה עקב הצורך להגדיר סיכויים באופן מתמטי כמו למשל בימינו בהגרלת הלוטו שם יש לנחש 6 מספרים מתוך 37.

שימוש באקראיות בא לידי ביטוי בתחומי מדע רבים כמו למשל בתורת הכאוס. תורת הכאוס עוסקת בתיאור התנהגות של מערכות דינמיות בעלות רגישות לשינויים קטנים בתנאי ההתחלה. לפי תורה זו אירוע קטן יכול לגרום לתגובת שרשרת שאינה ניתנת לחיזוי. הדוגמה המקובלת היא שמשק כנפיים של פרפר בפרו יגרום לסופת הוריקן במצרים.

במכניקת הקוונטים, תורה שנוצרה בעת החדשה ולפיה אירועים ברמה המיקרוסקופית הנם אירועים אקראיים אשר את תוצאותיהם ניתן לחשב רק בהסתברות. בעת קרינה רדיואקטיבית הנפלטת מגרעין של אטום שאיננו יציב, לא ניתן לדעת מראש איזה חלקיק יתפרק אלא רק בתוצאה הסתברותית מראש. אפשר לחשב שאירוע כזה יתרחש במרחב זמן מוגדר אך לא לגבי חלקיק ספציפי.

היה קשה למדען כמו איינשטיין לקבל את העובדה שאירוע פיזיקלי נוצר בצורה אקראית, בניגוד לאמונתו הדטרמיניסטית לפיה הכל קבוע מראש. לגבי זה התבטא איינשטיין במילים: "אלוהים אינו משחק באבני קוביה". נילס בור, מדען האטום, ענה לו: "איינשטיין תפסיק להגיד לאלוהים מה לעשות!".

אקראיות אנו מוצאים בתורות מדעיות שונות כמו ביולוגיה, תורת האינפורמציה, אך לגבי ענף המחשבים יש בעיה: מתברר שאי אפשר לצפות שמחשב יגריל סדרת מספרים אקראיים בהיותו מכונה לא רנדומלית. לכן ההתייחסות אליו היא שהוא פולט סדרה פסאודו-רנדומלית עקב המבנה שלו, ובעצם כאשר אנו מכבים מחשב ומדליקים אותו מחדש, הוא יפלוט את אותם המספרים.