Véletlenszám-generátorok

Egyszerűbben: véletlengenerátorok. Rövidítésük az angol név nyomán RNG (Random Number Generator) vagy REG (Random Event Generator). Két fajtájuk van: a hardveres vagy "igazi" és a szoftveres (algoritmikus) vagy "pszeudo-" véletlengenerátor. Az elsőben a véletlen számokat egy kvantumfolyamat hozza létre, például radioaktív bomlás vagy egy zajdióda jelei, az utóbbiban számítógépi algoritmus.

Hardveres véletlengenerátorok.

Hardveres RNG-re példa első parapszichológiai alkalmazójának, Helmut Schmidtnek saját építésű generátora. Ebben egy négyállapotú elektronikus jeltároló állapotai igen gyorsan, másodpercenként egymilliószor váltották egymást, és a váltakozás akkor állt meg, amikor egy hozzájuk csatolt berendezés észlelte egy radioaktív preparátumból érkező elektron beütését. Ez utóbbi időpontja határozatlan, innen a véletlenszerűség. Az egymás utáni beütések közötti időtartamot a preparátum erősségével lehetett beállítani. Amikor a tároló megállt, a berendezés kijelezte a négy szám közül azt, amelyiket a megálláskor a tároló tartalmazta.

Ma inkább zajdiódás RNG-ket alkalmaznak, ahol a dióda időben gyorsan ingadozó jelét egy referenciaszinttel hasonlítják össze elektronikusan. Itt mindig két lehetséges szám lehet, rendszerint 0 és 1, aszerint, hogy a jel a referenciaszint alatt vagy fölött van. A referenciaszint beállításával el lehet érni, hogy a két szám valószínűsége kis hibahatáron belül azonos legyen, a mintavételi idő megfelelő frekvenciájával pedig azt, hogy az egymás utáni számok között ne legyen összefüggés.

A hardveres véletlengenerátorok különösen jól alkalmazhatók prekogníció-kísérletekben, mivel a kvantumfolyamatok kimenetele objektív értelemben véletlenszerű, vagyis az eredményről semmi információ nem létezik a folyamat lezajlása előtt; így az ESP többi fajtáját elvileg kizárhatjuk. Nem zárhatjuk viszont ki azt a lehetőséget, hogy valaki a generátor áramköreit pszichokinézissel befolyásolja, amennyiben a pszichokinézis jelensége létezik.

Algoritmikus véletlengenerátorok.

Az algoritmus valójában nem véletlenszerűen állítja elő számok sorozatát, hanem determináltan, minden számból egy matematikai függvény szerint a következőt. A lehetséges számok halmaza igen nagy; például 1 és 2³¹ közötti. Minden így képzett számból viszont egy új számot képeznek, úgy, hogy például a halmaz első felébe eső számokból 0 lesz, a halmaz második felébe esőkből 1. Így végeredményben nullák és egyek sorozatát kapjuk. Az algoritmus olyan, hogy az első és a második félbe kerülés valószínűsége minden lépésben azonos, vagyis 50%, továbbá bármelyik szám után szintén 50% annak az esélye, hogy a következő szám a halmaz első vagy a második felébe kerül (vagyis hogy 0 vagy 1 lesz). Így a nullák és egyek már véletlenszerűen és egymástól függetlenül követik egymást.

Az eredetileg generált 2³¹ számot szokták a generátor "mikroállapotainak" hívni, szemben a nullával és az eggyel, a két lehetséges "makroállapottal". Ebben a megfogalmazásban azt mondhatjuk, hogy a mikroállapotok determináltak, a makroállapotok véletlenszerűek.

Természetesen a mikroállapotok sorozata véges, hiszen 2³¹ lépés után ismét eléri az első számot. Innen az egész sorozat megismétlődik, és vele együtt a makroállapotok, azaz a generált véletlenszámok sorozata is. Ezért 2³¹véletlenszám ismeretében pontosan előre lehet jelezni, hogy a következő mi lesz. 2³¹ azonban olyan nagy szám, hogy ha az algoritmus pl. tízezer lépést tesz meg másodpercenként, akkor is több, mint két nap kell a teljes sorozat lefutásához. Ezért egy-egy kísérlet ideje alatt a generált számok véletlenszerűségét a ciklikus jelleg a gyakorlatban nem befolyásolja.

A kezdőszámot "magszám"-nak (angolul "seed number") nevezik. A magszám természetesen nemcsak 0 vagy 1 lehet, hanem bármi a ciklus 2³¹ számú eleme közül.

Algoritmikus véletlengenerátor alkalmazása kizárja a pszichokinézis lehetőségét, illetve ha a generált pszeudo-véletlenszámok sorozatát mégis befolyásolták, az a sorozatot a kísérlet után ugyanabból a magszámból újraindítva és az eredményt az eredeti sorozattal összevetve kiderül. (A gyakorlatban ilyen eset még nem fordult elő.) Az értelmezésben viszont nehéz különbséget tenni clairvoyance és prekogníció között.

Hibalehetőségek és ellenőrzés

Parapszichológiai kísérletekhez nem könnyű elkészíteni a megfelelő véletlenszám-generátort, mivel maga a mért hatás igen kicsi, és így a generátor kis hibája is kísérleti műtermékhez vezet. A hardveres generátorok működését a környezet számos fizikai paraméterének ingadozása befolyásolhatja, pl. a hőmérséklet, a levegő páratartalma és szennyezései, mechanikai rezgések, elektromágneses hullámok, sztatikus elektromos és mágneses tér. Az algoritmikus generátorok közül a kereskedelmi fordítóprogramokban lévők általában nem biztosítanak kellő mértékű véletlenszerűséget, pl. bizonyos magszámokból kiindulva a ciklushosszuk sokkal rövidebb lehet a leírásukban jelzettnél. Ezért igen fontos a generátorok ellenőrzése.

Az ellenőrzésnek alapvetően két fajtája van: az általános és a kísérlethez csatolt ellenőrzés. Az előbbi azt jelenti, hogy a generált véletlenszámok véletlenszerűségét hosszú sorozatokon ellenőrzik illeszkedési próbákkal. Nemcsak azt, hogy minden lehetséges véletlenszámnak ugyanakkora-e a valószínűsége, hanem azt is, hogy az egymás után következő véletlenszámok valószínűsége között nincs-e összefüggés. Ez utóbbi próbát el kell végezni olyan elemszámú sorozatokig bezárólag, amekkora a kísérletben tipikusan előforduló hézagmentes sorozatok hossza.

A kísérlethez csatolt ellenőrzés lényege, hogy minden menetnek megfeleltetnek egy vagy több kontrollmenetet, amelyek lehetőség szerint az összes technikai feltételben megegyeznek a megfelelő kísérleti menettel, kivéve, hogy nem vesz bennük részt kísérleti személy. Algoritmikus RNG esetén ezt a legegyszerűbben általában úgy lehet elérni, hogy tárolják a kísérleti személy viselkedésének minden lényeges elemét (pl. hogy mikor melyik gombot nyomja meg, vagy hogy mennyi ideig vár két gombnyomás között), és ezekkel az egész menetet újra lejátsszák, de most a véletlengenerátort egy másik magszámból indítva el. Hardveres esetben pedig a szimulált menetet közvetlenül a hozzá rendelt kísérleti menet előtt és után játsszák le, a kísérleti menet hosszának megfelelő sorozathosszakkal.

A kísérlethez csatolt ellenőrzés nem teszi feleslegessé az általános ellenőrzést, mert ha a generált számok között időleges szabályszerűségek vannak, és a kísérleti személy ezekre érez rá öntudatlanul, akkor a kontrollmenetekben ennek hatása nem ugorhat ki. Ott ugyanis a kísérleti személy nincs jelen, stratégiáját nem igazíthatja az épp akkor érvényesülő szabályszerűségekhez, az eredmény tehát valószínűleg véletlenszerű lesz.