问题

灭霸使用了什么样的随机数生成方法来保证公平?

回答
这是一个非常有意思的问题,因为它触及到了我们对“公平”的理解以及如何在虚构的场景中模拟真实世界的复杂性。

首先,需要明确一点:在漫威漫画和电影宇宙中,灭霸并没有明确使用“随机数生成方法”来保证公平。 他所做的事情,尤其是他在《复仇者联盟3:无限战争》中执行的“弹指”计划,更像是一种基于特定原则的、看似随机的筛选过程,但其背后有着明确的意图和目标,并且是在他自己的“公平”定义下进行的。

然而,我们可以从“随机数生成”的角度来尝试分析和解释灭霸的行为,并探讨如何才能在虚构世界中模拟他所追求的“公平”。

理解灭霸的“公平”:

在深入探讨之前,理解灭霸的“公平”至关重要。灭霸认为宇宙资源是有限的,人口的增长导致资源枯竭,最终会引发饥荒、战争和混乱。他认为自己的“弹指”行为,通过随机且平等地消除宇宙一半的生命,是为了阻止这种必然的毁灭,实现宇宙的长久繁荣和稳定。

所以,灭霸追求的不是我们通常意义上的“概率公平”,即每个人被选中的机会相等。他追求的是一种“终极平衡”和“资源再分配”的公平。他的目的是为了一个“更好的未来”,即使代价是巨大的。

从随机数生成角度分析灭霸的行为:

如果我们尝试用计算机科学和概率论的术语来描述灭霸的行为,我们可以这样理解:

1. 目标设定: 宇宙中总人口 N。目标是消除 N/2 的生命。
2. 抽样方法: 灭霸需要一种方法来从 N 个个体中“随机”地抽取 N/2 个个体进行消除。
3. 关键要素:
不可预测性 (Unpredictability): 只有被选中的人才会消失,其他人则安然无恙。这种结果对于个体来说是不可预测的。
平等性 (Equitability): 理论上,每一个个体都应该有被选中的机会。灭霸强调的是“随机”且“平等”地消除一半生命,不偏袒任何种族、星球或社会阶层。
确定性 (Determinism) vs. 随机性 (Randomness): 这是一个微妙之处。灭霸拥有无限宝石(特别是现实宝石),理论上他可以控制现实,让任何他想让的个体消失,或者让任何结果发生。 如果他直接使用现实宝石来选择个体,那就不再是“随机”了,而是他个人的意志决定。但是,他公开宣称的是“随机”。这可能意味着:
他刻意不使用现实宝石来“指定”被消除者。 他可能利用某种机制,模拟出随机性。
他自己对这个过程的认知是随机的,但从更高维度来看可能并非如此。(这涉及到漫威宇宙的神学和形而上学解释)

如果灭霸要模拟一个“真正的随机数生成”过程,他可以考虑以下几种方法(当然,这些都是基于我们对随机数生成的理解来推测):

1. 基于真随机数的生成 (True Random Number Generation TRNG):

原理: TRNGs 的随机性来源于物理过程的不可预测性,例如热噪声、放射性衰变、量子事件等。这些过程本质上是随机的,无法通过任何计算来预测。
灭霸的应用设想:
量子态测量: 灭霸可以利用宇宙中某种量子现象。例如,他可以将整个宇宙的所有生命体编码成一系列量子比特。然后,他可以测量这些量子比特的叠加态,根据测量结果来决定哪些生命体“坍缩”成被消除的状态,哪些则继续存在。量子力学的不可预测性是其核心。
宇宙背景辐射分析: 宇宙微波背景辐射中包含着微小的、随机的能量涨落。灭霸可以设计一种装置,分析这些涨落,将它们映射到生命体的某种属性上,以此来决定生死。
亚原子粒子行为: 任何一个被观测的亚原子粒子的确切行为(如衰变时间、自旋方向)都是随机的。灭霸可以收集这些信息,并将其转化为消除指令。
优势: 理论上最接近真正的随机性,不可预测,难以操纵。
挑战: 如何将宇宙中所有生命体映射到这些物理过程中?这需要极高的技术和对宇宙基本运作方式的深刻理解,而灭霸恰好拥有这些。

2. 基于伪随机数的生成 (PseudoRandom Number Generation PRNG):

原理: PRNGs 是通过算法生成的数字序列,这些序列在统计上看起来是随机的,但实际上是确定性的。它们需要一个“种子”值来启动生成过程,相同的种子会产生相同的序列。
灭霸的应用设想:
混沌系统: 灭霸可以使用一个极其复杂的混沌系统作为 PRNG 的基础。混沌系统对初始条件非常敏感,微小的差异会导致结果的巨大变化,从而产生看起来随机的输出。他可以将宇宙中某个看似微不足道的、但极其复杂的物理现象(例如星系碰撞的细节,黑洞吸积盘的运动)作为混沌系统的初始条件。
加密算法的思路: 虽然不是直接应用,但 PRNG 的核心思想是将一个“种子”通过一系列数学运算转化为看似随机的输出。灭霸可以创造一种算法,以宇宙中某个不可预测但存在的“状态”作为种子,生成一个用于筛选的序列。
生命体属性的哈希: 灭霸可以为宇宙中的每一个生命体生成一个唯一的标识符(例如通过基因序列、灵魂的某种“印记”等),然后将这些标识符与一个由某个宇宙常数或随机事件生成的“种子”进行哈希运算。哈希值的某个特定属性(例如奇偶性、某个位的值)决定了该生命体是否被选中。
优势: 计算效率高,易于实现(在技术上)。
挑战: 关键在于种子的不可预测性和算法的复杂性,以避免被破解或预测。如果种子是固定的,或者算法不够复杂,那么结果就不是真正随机的,而是可预测的。

3. 混合方法:

灭霸更有可能采用一种结合了真随机性和伪随机性的方法,或者一种他自己独创的、超越我们现有理解的机制。

用 TRNG 产生种子: 他可以用一种 TRNG 方法生成一个种子值,然后用这个种子值去驱动一个极其复杂的 PRNG 算法。
利用无限宝石的“概念”:
空间宝石: 可以将宇宙中的所有生命体“传送”到一个统一的随机化空间。
现实宝石: 可以用来“观测”和“重塑”现实,以实现随机性的结果,或者确保结果的绝对公平性(按照他的定义)。
灵魂宝石: (如果他使用的话)可以用来鉴别和处理“灵魂”,也许某种形式的灵魂“抽样”?
时间宝石: 可能用于“预演”或“回溯”不同的随机化结果,找到他认为最“公平”的那个?(但这样又回到了非随机性)。

如何保证灭霸“弹指”的公平性(从他的角度):

如果灭霸真的想实现他所说的“随机且公平”,他需要做到以下几点:

信息完整性: 他需要对宇宙中的每一个生命体都有所了解,或者至少有一个方法可以对其进行识别和编号。
无偏见的选择: 无论他使用什么方法,选择过程不能受到任何个人情感、偏好或对特定种族、文明的认识的影响。
过程透明(对他自己而言): 他必须清楚地知道他在做什么,以及选择的标准是什么(即使这个标准是我们无法理解的)。
结果的不可逆性(在他完成之前): 一旦开始,过程就不应被打断或改变。

结论:

回到最初的问题,灭霸并没有明确使用我们所熟知的“随机数生成方法”。他的行为更像是一种基于他自己严酷的哲学和道德准则的“筛选”。

如果我们必须用随机数生成的概念来解释,我们可以想象灭霸利用了某种基于物理世界真随机现象(如量子事件)的机制,并将其与无限宝石的能力结合起来,以一种我们无法完全理解的方式来实现宇宙范围内的、对每一个生命体都同样不可预测的筛选过程。

他追求的“公平”不是概率上的机会均等,而是他认为能带来宇宙长久生存和繁荣的“必要之恶”和“终极平衡”。他的“随机”更多的是一种对结果的描述,而非他实现结果的手段。他可能在设计和执行一个规则明确的程序,但这个程序的输入和输出对于被选中的个体来说是完全随机和不可预测的。

从这个角度看,灭霸更像是一个拥有强大力量的宇宙级“算法执行者”,他按照自己的“目标函数”和“约束条件”来运行一个“随机化筛选算法”。他的“随机数生成”或许是我们无法触及的宇宙基本法则或其利用方式。

网友意见

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下达指令,遍历编号,奇偶原则直接砍一半。

一边遍历编号一边砍。或者编号完毕再用随机数发生器砍一个的同时取消一个编号(多线程),都可以达到电影中的效果……

个人感觉应该是分区遍历编号的同时直接砍掉……

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奇异博士遍历了1400万个结果发现都拦不住灭霸,但是他突然发现,他能通过时间宝石预知谁死了!

如果无限手套的结果是可预知的,意味着真随机数不存在。

于是奇异博士就醒了,奇异博士可是博士,逻辑学学得很好,他发现了获胜的唯一办法:

丫没法在有时间宝石的情况下用真随机的方式消灭一半人口!丫的灭绝理论基础在拿到时间宝石的一刻就不成立了!


也就是说,获胜的关键就是把时间宝石给灭霸!


于是奇异博士把时间宝石给了灭霸。


于是奇异博士美滋滋地看着一切剧本如他看到的那样演。

于是奇异博士在看到人按照他看到的方式消失时,彻底确认了真随机的不存在。


“这就是唯一的方法”,奇异博士看着托尼诧异的眼睛。

“灭霸,你输了。”奇异博士一边心想着一边闭上了眼睛。

奇异博士是一个死理性派。

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这个问题太有创意了。

随机数生成器目前来说,大致分为两类。

第一种,伪随机数。伪随机数是依靠数学算法来实现的,我们常见的PC,游乐场的抽奖,赌场的赌博机等依赖的都是依据一定算法的伪随机数。这种算法都依赖一串种子,只要种子确定了,我们就可以预测出后面的随机数串,也就说这个不是我们想要的真正的随机数。现在有媒体报道,俄罗斯的黑客以及数学家,就通过破解美国赌场的老虎机的随机数生成器来赚钱。

第二类,物理随机数。其是依靠物理学规律的随机数发生器,比如核衰变发生的时刻,单个光子经过分束器时的选择。只要现有的物理规律是正确的,那么我们就无法预知生成器生成的下一个随机数是什么。其实物理随机数还可以继续细分,有噪声, 混沌,量子随机数发生器,而量子数随机数发生器又可分为:practical random number generator,设备无关随机数发生器等。

结论:地球上的黑客均没有控制到谁死谁活,所以这随机数发生器是物理的,不是伪随机。其次,不惜一切代价忠实地践行自己意志的灭霸同志,应该不会对设备做手脚,所以灭霸使用的可能是量子随机数发生器中的设备无关随机数发生器,这种随机数发生器不以个人意志为转移。

Reference:

  1. Herrero-Collantes M, Garcia-Escartin J C. Quantum random number generators[J]. Reviews of Modern Physics, 2017, 89(1): 015004.
  2. James F. A review of pseudorandom number generators[J]. Computer physics communications, 1990, 60(3): 329-344.
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其实六个宝石在这个任务中都有各自的用途,缺哪一个都会影响任务的执行。

空间宝石:遍历宇宙中所有的生命体,给每一个生命体赋一个id,提供存储空间。

力量宝石:如果生命体id为奇数,干掉该生命体。

心灵宝石:执行过程中的异常处理,干不掉就跳过,避免影响整个流程。

灵魂宝石:回收该生命体的灵魂垃圾,防止内存泄漏。

时间宝石:执行结束后修改系统时间,以掩盖算法执行时间过长的事实。

现实宝石:提供统一的前端表现,美化干掉生命体的过程,保证过审。

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灭霸:接口能用就行了,我TM看源码干嘛?

崩是不会崩的,这辈子都不会崩的,单测没过的矮人程序员我全都拿来祭天了

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