L’eterna sfida dei numeri casuali (o quasi)

L’innata tendenza umana a trovare un pattern, una gestalt, una struttura nel caotico mondo che ci circonda è stata da sempre materia di indagine per filosofi, scienziati e intellettuali. Il caso contro la necessità, determinismo contro casualità. Forze opposte difficili da conciliare.

Se ci fosse chiesto di pensare un numero a caso e poi ancora un altro e un altro e così via di seguito per decine e decine di volte scopriremmo nella nostra sequenza una struttura che si ripete e che proprio per questa ragione è tutto fuorché casuale. Potremmo senza rendercene conto associare uno di questi risultati al nostro calciatore preferito, alle prime cifre del nostro numero di telefono, o a qualunque altro numero che ci venga in mente perché parte integrante della nostra esistenza quotidiana. Ma allora il caso non esiste?

A cavallo tra Ottocento e Novecento un intraprendente matematico britannico di nome Karl Pearson, uno dei pionieri della statistica e del calcolo delle probabilità, individuò un laboratorio d’eccellenza per i suoi studi sulle sequenza numeriche casuali. Il laboratorio in questione possedeva quello che nei primi anni del Novecento era l’equivalente attuale di un potente generatore di numeri casuali ed era situato in Place du Casinò, 9800 nel Principato di Monaco.

Ai tavoli della roulette del celebre casinò Pearson non ci arrivò mai, per evidenti limiti di budget imposti dall’istituto che lo finanziava, ma poté comunque contare sulle pubblicazioni periodiche in cui venivano segnati tutti i risultati usciti alla roulette. Gli studi pionieristici in questo campo compiuti da Pearson si rivelarono per lo studioso piuttosto deludenti. Vuoi per le imperfezioni presenti all’epoca nelle roulette, vuoi perché gli incaricati di redigere le pubblicazioni, per risparmiare tempo, inventavano di sana pianta i risultati.

La ricerca scientifica è spesso costellata di curiose coincidenze. Il fatto che uno dei metodi più usati per la generazione di numeri casuali è stato chiamato Metodo Monte Carlo la dice lunga su quanto la matematica sia in debito con la roulette e il celebre casinò nello studio delle sequenze numeriche casuali. Il presente strumento non ha nulla a che vedere con la sala da gioco del Principato visto che fu ideato negli anni ‘40 del Novecento in seno al Progetto Manhattan dagli scienziati Enrico Fermi, John von Neumann e Stanislaw Marcin Ulam. Se gli algoritmi e le formule che stanno alla base del Metodo Montecarlo sono roba da cervelloni, le sue applicazioni sono molto più pratiche e divertenti di quanto ci aspetteremmo.

I programmi scacchistici attuali impiegano questo potente strumento matematico per generare pattern casuali, così come il gioco del GO. Il software Alphago che ha recentemente battuto il campione del mondo coreano Lee Se-dol è stato sviluppato dalla britannica Google DeepMind e impiega proprio il Metodo Montecarlo per l’elaborazione delle mosse.

Attualmente le ricerche per la creazione di sequenze di numeri davvero casuali si sono concentrate sull’elaborazione di specifici linguaggi matematici che partendo da una situazione deterministica sono in grado di produrre sequenze numeriche casuali. Gli attuali sistemi RNG lavorano proprio in questo senso e hanno trovato numerose applicazioni nel moderno business dell’intrattenimento. Dietro le sale da gioco digitali ad esempio, operatori come SportPesa garantiscono l’imparzialità del casinò online grazie a un algoritmo RNG che genera sequenze casuali in tutto e per tutto identiche a quelle che potremmo trovare in un casinò reale.

Facciamo un piccolo esempio, niente di complesso per carità, del loro funzionamento ipotizzando di usare una moneta. L’algoritmo calcola il millisecondo iniziale dell’ora del mio lancio (o del mio clic nel caso specifico). Il software darà testa se il millisecondo è pari, croce se dispari. Ho quindi la stessa probabilità di ottenere croce o testa visto che la distribuzione all’infinito dei pari e dei dispari è la stessa. La medesima funzione shuffle di iTunes, o la random di Spotify impiegano generatori di numeri casuali per garantire ai loro utenti la totale casualità dei brani scelti, così come nell’industria dei videogame algoritmi simili sono utilizzati per creare situazioni quanto più imprevedibili possibili per i gamer.

Ma tutti questi strumenti potrebbero presto diventare obsoleti se non addirittura apparire come deterministici con l’avvento di generatori casuali basati sulla fisica quantistica. Come funzioneranno? Sparate un fotone verso uno specchio semitrasparente. O ci passerà attraverso, oppure verrà riflesso. Ma è impossibile determinare a priori quale decisione prenderà. Ecco a voi una scelta assolutamente casuale. È questa la via tracciata dai ricercatori del dipartimento di Fisica applicata dell’Università di Ginevra con a capo il professor Nicolas Brunner.

Un futuro quanto più imprevedibile possibile, perché in fondo la libertà umana sta proprio nell’imponderabilità delle nostre scelte.

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