losowoci

Losowość, zwana także randomnością, to właściwość procesu lub zjawiska polegająca na tym, że wyniki pojedynczych powtórzeń nie są deterministycznie przewidywalne i podlegają prawom rozkładu prawdopodobieństwa. W praktyce opisuje ją model probabilistyczny, obejmujący przestrzeń próbek, rozkład prawdopodobieństwa oraz zmienną losową, która reprezentuje wyniki obserwowane w kolejnych powtórzeniach.

W praktyce wyróżnia się dwa główne źródła losowości. Losowość naturalna wynika z nieprzewidywalnych procesów fizycznych, takich jak szumy kwantowe czy inne zjawiska o charakterze fizycznym. Losowość sztuczna to generowana przez algorytmy deterministyczne, zwane generatorami liczb losowych (PRNG), a w zastosowaniach wymagających wysokiego poziomu bezpieczeństwa – kryptograficznymi RNG.

Ocena losowości obejmuje miary i testy. Entropia mierzy ilość informacji w źródle losowości, podczas gdy testy statystyczne — takie jak testy zgodności rozkładu, independencji i sekwencji — oceniają, jak dobrze uzyskane wyniki odpowiadają oczekiwanej losowości. Nie istnieje jeden ostateczny test, który potwierdzi losowość absolutnie; sekwencje mogą przejść niektóre testy i jednocześnie wykazywać struktury w innych kryteriach. W praktyce używa się zestawów testów, np. NIST Statistical Test Suite, do oceny jakości losowości.

Zastosowania losowości obejmują symulacje Monte Carlo, modelowanie i optymalizację, generowanie próbek oraz kryptografię, gdzie wysokie standardy nieprzewidywalności są kluczowe. W teorii naukowej losowość łączona jest z pojęciem nieprzewidywalności i, w ujęciu teoretycznym, z koncepcjami takimi jak randomness w informatyce i algorytmiczna losowość.