mardi 6 novembre 2007

Lampes Laves et Nombres Aléatoires

Le lien du jour parlera des "Lava Lamp". Oui, ces lampes "retro" de couleur flashy qui ornent tous nos bureaux d'étudiants. Ces lampes extravagantes qui eurent leur apogée dans les années 70.
J'ai appris aujourd'hui qu'une "Lava Lamp" était bien plus qu'une lampe de décoration !
Une lampe lave peut être formidablement utilisée pour générer des nombres aléatoires. Des nombres aléatoires ? Késako ? Décomposons le mot :
-Nombres : vous les connaissez tous, sans savoir exactement les définir. Comment définir les nombres ? Je vous pose la question, vous pouvez répondre dans les commentaires. Stella Baruk (mathématicienne) écrit, pour résoudre le problème : "Un nombre est un élément d'un ensemble de nombres." Cette phrase ne vous éclaire pas ? Je vais vous avouer que moi non plus ! Mais nous n'allons pas essayer de décomplexifier les nombres. Nous allons utiliser cette définition : "Les nombres sont utilisés pour résoudre des problèmes faisant intervenir des valeurs."
-Aléatoires : La notion de l'aléatoire est la même que celle du hasard, elle n'est pas concrète et donc très difficile à produire. Le caractère aléatoire est une notion difficile à appréhender.
L'aléatoire n'est pas artificiel, certains algorithme ont été créés pour essayer de générer un aléatoire. Ils sont nommés Pseudo-Aléatoires. La méthode de Von Neumann est un exemple plutôt simple : elle consiste à prendre un nombre, à l'élever au carré et à prendre les chiffres au milieu comme sortie. Mais il existe beaucoup de défauts à cette méthode et à ces algorithmes qui ne sont jamais entièrement indécryptables. Exception faite du Masque Jetable, bien qu'il présente d'importantes difficultés de mise en œuvre pratique.
Les meilleurs générateurs d'aléatoires utilisent des phénomènes physiques extrêmement complexes. À l’exemple de la radioactivité, des bruits thermiques, ou encore de la mécanique quantique. Mais ces phénomènes physiques ne sont pas facilement réalisables et nécessitent des moyens très importants.
L'idée d'utiliser les "Lava Lamp"" vient de la société de cryptographie Silicons Graphics. Le mélange des boules de cire dans la lampe est chaotique car plusieurs phénomènes physiques interviennent dans ce système très complexe (turbulences, température variable, non-homogéinité du mélange, etc.). Les directions des bulles de cires sont donc impossibles à prévoir. Après une multiplicité d'opérations, on possède un flot final de données aléatoires.

En résumé vous possédez sur votre bureau un véritable condensé de technologie.

Sources : Wikipédia, le site officiel de Silicon Graphics, HYPO, Lavarnd.

2 commentaires:

Anonyme a dit…

J'ai lu avec attention, c'est super intéressant.

Mais j'ai une question : si on demande à un passant de citer vingt ou trente nombres dans le désordre, donnera-t-il des nombres aléatoires ?

Autrement dit, ma question est : est-ce que l'aléatoire ne fait pas partie des choses relativement facile pour un humain mais encore pour l'instant très difficiles à réaliser pour un ordinateur ?

Greenwich a dit…

Je pense que c'est une des question qu'il faut pauser à un neurochirurgien. Personnellement je pense que oui, le passant va sortir une suite de nombres aléatoires. Mais il faudrait savoir si le cerveau humain (et je n’en ai pas la réponse) ne serait pas comme un ordinateur : il traite les données extrêmement précises qui lui sont envoyées et il les exécutes. Il faudrait donc approfondir la question en ce demandant si le cerveau ne créer pas plutôt des nombres pseudo-aléatoires basés sur des algorithmes qu’il posséderait. C’est à revoir !