Aleatório: significado na vida cotidiana e na ciência

“Isso é tão aleatório!” Frase comum usada para expressar algo inesperado ou sem padrão. Aleatório significa algo diferente na ciência? A resposta curta é não, o significado da palavra “aleatório” é o mesmo em qualquer contexto. No entanto, há uma diferença na percepção humana da aleatoriedade e o verdadeiro significado da aleatoriedade.

Merriam-Webster define “aleatório” como feito, feito ou escolhido aleatoriamente. Os dicionários não diferenciam entre aleatório na ciência e na vida cotidiana, mas há discrepâncias em como essa palavra é usada na prática, o que decorre do fato de que as pessoas são muito ruins em reconhecer aleatoriedade.

Aleatório: significado na vida cotidiana

Imagine que você quer testar sua sorte e visitar um cassino. Você se senta e começa a jogar. Infelizmente, você perde repetidamente e pensa consigo mesmo “ok, mais uma vez, devo estar perto de vencer”. Isso é chamado de “falácia do jogador” . Pesquisadores em psicologia e ciência cognitiva nem sempre concordam sobre quais conceitos psicológicos existem, mas a maioria deles concorda que a falácia do jogador é umviés cognitivo que obscurece o julgamento humano não apenas nos cassinos.

A falácia do jogador é uma crença irracional de que a probabilidade de um evento futuro é determinada pelos eventos anteriores em uma sequência. Às vezes, isso pode ser uma heurística útil, mas não é útil quando consideramos eventos independentes e distribuídos identicamente (IID), como jogos em um cassino.

Outra questão que os humanos têm em relação à aleatoriedade é o fenômeno chamado Pareidolia. Ocorre quando você reconhece um objeto conhecido ou uma pessoa em um padrão aleatório. Você já ouviu falar daquelas histórias da Virgem Maria aparecendo em um brinde ou viu animais de fazenda em forma de nuvens? Bem, então você entendeu.

Um campo que vive e respira “aleatório” é a criptografia. Quando podemos detectar um padrão em um processo, também podemos prever como o processo pode mudar no futuro. Isso é muito útil em ciência de dados e aprendizado de máquina, mas não é exatamente o que é segurança cibernética. Em Serious Cryptography , Jean-Philippe Aumasson descreve dois erros que as pessoas cometem quando se trata de reconhecer a aleatoriedade

1. Perceber a não aleatoriedade como aleatoriedade, ou seja, algo “parece” aleatório, mas não foi gerado por um processo aleatório.
2. Confundir aleatoriedade com não aleatoriedade, ou seja, ver um padrão quando não há nenhum, como a Pareidolia de antes.

Qual dessas sequências de 0s e 1s é aleatória?

a) 00000000

b) 11010110

Surpresa surpresa. Ambos são aleatórios porque têm a mesma chance de serem gerados. Nem a), nem b) são mais prováveis de ocorrer. Mas b) pode parecer mais aleatório porque tem um padrão menos óbvio.

Então, o que significa aleatório?

Aleatório: Significado em Ciência e Tecnologia

Metodologias científicas foram desenvolvidas para minimizar a percepção errônea humana de (não) aleatoriedade. Ou seja, a metodologia impõe a definição estatística de aleatório como algo imprevisível, ou seja, proveniente do caos e da incerteza. Quando os pesquisadores estão projetando experimentos , eles querem controlar o ambiente o máximo que puderem, ou seja, minimizar a incerteza. Por exemplo, quando um novo medicamento é desenvolvido, ele precisa passar por uma série de ensaios clínicos. Depois de apenas um experimento com dois grupos, um placebo e outro tomando o novo medicamento, eles podem descobrir que o medicamento funciona. Mas e se a metodologia não fosse seguida corretamente, o número de sujeitos do estudo fosse baixo etc.? Bem, nesse caso, os resultados poderiam ser observados por puro acaso, caso em que a nova droga não seria útil.

Voltando à criptografia , a aleatoriedade não é algo a ser evitado. Em vez disso, aleatório significa seguro, de modo que os criptógrafos precisam gerar aleatoriedade à vontade. Como? Primeiro, eles precisam de uma fonte de incerteza na forma de um gerador de números aleatórios e, segundo, precisam de um algoritmo que os ajude a produzir novas sequências de bits aleatórios a partir da fonte de incerteza, ou seja, gerador de números pseudoaleatórios.

Pode parecer que números aleatórios devem ser preferidos em vez de números pseudo-aleatórios, o que é verdade em teoria, mas gerar números aleatórios a partir da fonte de incerteza é muito caro. A incerteza pode vir de estática elétrica ou ruído acústico ou pode ser coletada de um sistema operacional em execução e dos sensores ou dispositivos conectados. Ou seja, o “aleatório” vem do mundo analógico. Não é fácil gerar bits aleatórios com rapidez suficiente dessa maneira. Portanto, os geradores de números pseudoaleatórios vêm em socorro. Eles podem produzir muitos bits artificiais a partir de alguns bits verdadeiramente aleatórios e, portanto, são muito importantes na prática.

Aleatório: Significado na Conclusão

Portanto, não, aleatoriedade significa o mesmo em diferentes contextos, exceto que nós, como humanos, não somos bons em reconhecer o que (não) é aleatório. Espero que esta história tenha ajudado você a entender o que realmente significa aleatório.

Você também pode gostar de ler a perspectiva do físico sobre a aleatoriedade .