微信里的拼手气红包是「真随机」吗？ | 柴知道

打开微信，往一个八人群里发一个九分钱的拼手气红包，那么不管你发多少次，最后一个抢红包的人，都必定能拿到两分钱。不信你可以试试。

显然，在分配红包金额这件事上，你手上的这台小型计算机并不是真随机。

计算机是如何制造随机事件的？各种软件中的随机都是真随机吗？

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在计算机中，生成随机事件的关键，是输出一个随机数。然后再利用算法，就能模拟出各式各样的随机事件。

你刚才看到的拼手气红包，背后就有这样一套算法。其中的随机数，就决定了你最后抢到的金额大小。

如何才能得到这样的随机数呢？

1946年，计算机之父冯·诺依曼提出了这么一套方案：

编写一个随机数生成器，只要输入任意一个数字作为种子，计算机就能通过运算，生成一个新的随机数字，然后再把这个数字作为输入值，代入下一轮计算。重复这一过程，就能生成多个具有统计意义的随机数。

直到今天，你的手机、电脑仍然在沿用这套随机数生成方案，只是将随机数生成器升级成了运算效果更好的线性反馈移位寄存器。

随机种子的花样也更多了：从系统时间、鼠标位置，到网络速度、硬盘读写速度，甚至是你聊天记录的本地文件，都可以被拿来当做随机数生成的初始条件，决定最后的随机结果。

这样得到的数字乍看起来非常随机，但受到算法的限制，只要取样范围够大，数字排列早晚会陷入循环。所以这种方式产生的随机数，只能叫做伪随机数。

以常用的梅森旋转算法为例，它生成随机数的循环周期是2的19937次方，哪怕全世界的计算机一起工作，直到太阳系毁灭的那一天，你也等不到这个循环。

但无论循环周期有多长，只要知道一开始的随机种子，再用上同一个的随机数生成器，就能预测随机结果：

比如在1994年，飞利浦的一名员工就弄到了当时的互联网巨头Netscape的服务器随机种子，在输入“当前时间+特定字符”后，他成功解密了对方所有网络服务器的流量信息。

除了能完美预测伪随机结果，你甚至还能主动改变随机种子的数值，让所谓的随机事件，变成100%发生的必然事件。

比如2014年，俄罗斯的一位数学家就拆解了一台旧老虎机，获取了老虎机采用的伪随机算法。然后设计了一套程序，只要用手机拍下其他人的赌博过程，就能反推计算出老虎机所用的随机种子。有了这套方法，你只需要找出对应时间点，拉下拉杆，就能欧神附体、百发百中……

最终被丢出赌场、关进局子。

说到底，虽然伪随机数应用广泛，但它毕竟不是真正的随机数。想要生成无法预测的真随机数，还得从硬件层面想办法。

1999年，英特尔在其i810芯片组上 集成了一枚真随机数生成器。它通过放大电路产生的热噪声，将电路中分子的不规则热运动作为数据来源，这才让计算机拥有了自主生成随机数的能力。

类似地，一些专门提供真随机数服务的公司，还会通过收集现实世界中的随机事件，比如大气噪音的振幅变化，或是人工掷色子、转动轮盘的结果，再把它们转化为二进制或是十进制的数字，以此获得更高品质的随机数资源。

通过这些方式获得的随机数几乎不可能预测，所以被称为真随机数。它们主要应用于安全或密码学领域，用来保护最重要的数据信息。

不过，如果硬要抬杠，那么这种真随机数其实也不够随机。

因为宏观现实世界里的一切随机现象，仍然遵循物理学的必然规律，只是我们这些凡人无法参透罢了。如果拉普拉斯妖真的存在，那么理论上，它就能知晓所有原子的分布和动量，算出任何色子的点数，破解一切加密的信息。

如果想要实现绝对的随机，那就只能求助于量子力学了。

随着技术发展，如今的研究人员已经能通过记录元素的衰变和放射情况，或是探测真空中亚原子的噪音，或者统计出纠缠粒子出现的随机位，设计出更新型的随机数生成器。

在现有科学体系下，这种方式产生的数字没有规律，在物理和哲学层面上都绝对不可预测，是真正意义上的随机数。

不过回归现实，用量子力学生成随机数，技术难度实在太高；用芯片自带的真随机数生成器，输出效率又太低。你手上这台计算机现在用的，其实还是伪随机数。

而且，有时候过于随机也不一定是件好事，如果没有软件算法为用户把控恰当好处的随机感，而是直接让这些随机数来决定结果，那么你很可能在听音乐时连续三次都听到同一首曲子，抢红包时每一次都是手气最差，玩游戏时连抽一百张卡都没有SSR。

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