Randomheid

Randomheid is de eigenschap van gebeurtenissen of processen om op onvoorspelbare wijze te voorkomen, waarbij elke mogelijke uitkomst een bepaalde kans heeft. In tegenstelling tot deterministische systemen, waarin toekomstige toestanden exact kunnen worden afgeleid uit de huidige toestand, gaat randomheid uit van onzekerheid en probabilistische regels. Het begrip is nauw verbonden met toevalligheid en kansrekening.

In de wiskunde en informatica wordt randomheid formeel beschreven met kansrekening en stochastiek. Een random variabele is een uitkomst die kan variëren volgens een kansverdeling; een rij getallen is random als de uitkomsten geen patroon vertonen. In de theoretische zin bestaan er concepten als algorithmische randomiteit en Kolmogorovcomplexiteit; er is een onderscheid tussen ware randomiteit en pseudorandomness: computergegenereerde getallenreeksen lijken willekeurig maar volgen wel deterministische regels.

Toepassingen van randomheid bevinden zich onder meer in statistische inferentie, steekproeven en Monte Carlo-methoden. In cryptografie is een hoge kwaliteit randomness vereist voor veilige sleutels en protocolen. Veel computer RNG’s zijn pseudo-random number generators die afhangen van een korte seed. Voor het beoordelen van randomness worden statistische tests gebruikt die uniformiteit en onafhankelijkheid controleren.

Fysica en filosofie behandelen verschillende dimensies van randomheid. In de kwantummechanica lijken sommige verschijnselen inherent willekeurig, wat door sommigen als bewijs voor ontologische randomheid wordt gezien; anderen zoeken naar onderliggende variabelen. In de filosofie blijft randomheid centraal staan in discussies over determinisme, vrije wil en kans. Randomheid wordt zo gezien als een fundamenteel maar divers concept met zowel theoretische als praktische implicaties.