Randomiteit

Randomiteit is het kenmerk van een gebeurtenis waarbij de uitkomst niet voorspelbaar is en geen duidelijk patroon vertoont. In wiskunde en statistiek wordt randomiteit beschreven met kansverdelingen en stochastische processen. Over herhaalde waarnemingen kunnen uitkomsten variëren, terwijl de verdelingen over veel herhalingen voorspelbaar blijven.

Er bestaan verschillende opvattingen over wat randomiteit precies is. Epistemische randomiteit verwijst naar onzekerheid door beperkte informatie; intrinsieke randomiteit houdt in dat de uitkomst in zichzelf onvoorspelbaar is. In de natuurkunde spreekt men vaak van stochasticiteit; sommige systemen lijken deterministisch maar vertonen op macroniveau toeval door complexiteit of gebrek aan kennis.

Generatie van randomiteit: pseudo-willekeurige getallen worden door algoritmen gegenereerd en zijn deterministisch, maar ze kunnen er statistisch betrouwbaar uitzien. Ware randomiteit komt voort uit fysieke processen zoals kwantummetingen, radioactief verval of elektronische ruis. Voor praktische toepassingen worden vaak cryptografisch veilige pseudo-willekeurige generatoren gebruikt.

Toepassingen: Monte Carlo-simulaties, statistische steekproeven en randomized algoritmen maken gebruik van randomiteit. In cryptografie is onvoorspelbaarheid van sleutelgeneratie cruciaal, en wordt vaak gebruik gemaakt van ware randomness of cryptografisch veilige pseudo-willekeurige bronnen.

Beoordeling en beperkingen: er bestaan tests voor randomiteit, zoals de frequentietest, runs-test, chi-kwadraat en autocorrelatietest; internationale testbatterijen zoals Diehard, Dieharder en NIST-testreeksen beoordelen de kwaliteit van generatoren. Randomiteit is vaak modelafhankelijk: wat in één model toevallig lijkt, kan in een ander model anders geïnterpreteerd worden.