计算机生成的随机数据是否都是假随机？

“真随机”指的是“原则上不可预测”。要讨论计算机随机数是不是真随机，我们要从随机数的生成说起。

计算机在底层一般是这样生成随机数的：

1. 首先，从“外界”获取一个数，作为“种子”
2. 基于这个种子进行一系列运算，得出一个结果，作为生成的随机数。

这“一系列计算”，都是确定性的计算。换言之，对于同样的输入，让计算机算上成千上万次，算出的结果永远是一样的。常规计算机在设计上就是确定性的。

所以，为了得到随机数，我们需要从外界引入一个数、一个不断变化的数，作为种子，以此来引入不确定性。我们常用的种子包括：

• 现在的时间
• 某些硬件存储器中的值（这个值在计算机运行中会被其他不相干的程序重新计算，不断变化，在硬件中这种数是存在的）

可能有读者会问：既然“种子”已经在不断变化了，那我们直接用种子不就好了，何必再进行“一系列计算”呢？

答案在于“分布”。假如我们以时间为种子，但是这台计算机时钟不够完美，每两秒中才跳一次，那我们采集到的时间只能是10:00:00，10:00:02，10:00:04……如果不做进一步处理，得到的将全是偶数。要是被用来做计算机模拟，生成奇数便加一个男性NPC，偶数便加一个女性NPC，那便会生成出一个“女儿国”。类似地，如果种子是正态分布的，拿来给车子摇号也不会合适，只有先把他们重整成均匀分布，摇号才会公平。而这一系列计算就是重整的手段。

综上，随机数生成包括两部分：1）种子：引入不确定性，2）计算：改变种子的分布规律。

说了这么多，计算机中的随机数究竟是真随机数还是伪随机数？这要取决于计算机获取的种子，如果种子是真随机的，那便可能是真随机的。如果种子是伪随机的，那便一定是伪随机的。

从“原则上不可预测”的定义来讲，常规计算机取的都是“伪随机数”。因为计算机在设计上就是执行确定性运算。即使你将时间作为种子，只要你足够了解计算机的初始状态，了解计算机的运行过程，原则上他之后的所有行为、状态都是可以预测的，包括他生成随机数时时钟的读数。

当然，这个预测就如同精卫填海，在当前的现实中是不可行的。所以真伪随机数，一般是理论家比较关心的事情。如果你的随机数理论上可以预测了，那理论上你也可以算出福利彩票的中奖号码，此时随机数只能算是单纯的采样，不能算作随机了。如果以后计算机状态的预测变简单了，这是个大问题，但现在不是。所以，在生活中，我们完全可以将这些随机数当做真随机数。既然现在所有人类猜中它的概率都是均等的，何必管它理论上还有什么问题！

回到题主的问题，现在可以利用量子效应生成真随机数。因为量子物理学家说，量子世界中有些东西在原则上无法预测。（其实仲裁“原则上”可预测和不可预测的就是物理学家，他们觉得经典物理世界都是可预测的。这个就别问我了，咱也不知道，咱也不敢问，谁叫咱脑子不够用……）

当伪随机数无法生成理想的分布，或者我们需要更绝对的随机时，真随机数会有帮助。我想现在应该没什么帮助……欢迎大家指正。