香蕉为什么能做随机数生成器。因为，它是水果界的“辐射之王”
杨净 丰色 发自 凹非寺
量子位 | "大众号 QbitAI
一个香蕉，竟然还能这么用。。
真-随机数天生器，项目已开源。
要知道，常日里用计算机天生的（好比Random()函数）都是可以猜测的伪随机数。假如用来天生暗码，不克不及保证绝对的平安。
于是乎，研讨职员就开端从年夜天然中探求随机数，好比年夜气噪声、量子力学、宇宙微波配景辐射。
那么香蕉，又是若何保证天生真-随机数的呢。
依照小哥的解释，便是先检测香蕉中的放射性物资衰变，颠末简单算法处置后天生0-255规模的随机数。
等一下，彷佛哪里纰谬。香蕉、放射性、辐射……
我吃了二十几年的香蕉，你跟我说这个。。
生果界“辐射之王”
细心研讨了下发现，香蕉确切有辐射，并且还不小。
在生果界乃至还有着“辐射之王”的江湖称号。
焦点缘故原由是香蕉中富含的钾元素在作怪：100g香蕉含有约350毫克的钾。
今朝自然存在的钾由三种同位素构成。此中只有少部门的原子核(约0.015%)，即钾-40，具有放射性。
这些原子自觉衰变，开释出能量分别出电子（β 射线）和伽马射线，从而对卵白质orDNA等生物分子造成毁伤，从而激发放射性疾病或癌症。
基于如许的原理，也就决议了香蕉属于是电离辐射，即核辐射。
嗯，被世卫组织列为一类致癌物的那种。
但不消担忧，要想到达真正的致死量，人类必要吃3500万根香蕉。
再加上，我们身材年夜约含有120g钾的自然身分，经由过程新陈代谢，会将钾的含量维持在一个恒定的程度。
钾-40想要在体内积累，实在并不容易。
而为了更好地向年夜众科普辐射强度，物理学家们喜欢用它来做对照，就专门设计了个名词。
香蕉等效剂量，用来描写辐射强度的非正式单元。
一根香蕉的辐射剂量=0.0778微西弗（正式的计算单元）；胸部CT扫描=7万根香蕉等效剂量；核电站对周边情况的最年夜容许辐射裸露=每年2500根香蕉等效剂量；
对了，还借此辟个谣。
一些同伙可能看过如许的论断：香蕉的辐射要比手机要高。。
事实上，这两者基本没有可比性。一个是电离辐射，另一个则长短电离辐射。
两者最年夜的区别，便是能量的高下，是否足以引起原子层面的变化，好比分别出电子。
△图源：国际原子能机构
非电离辐射，则是能量较低的那一挂，固然不敷以让原子或分子分别出电子，但可以让这些分子振动，发生热量。这也便是微波炉的事情原理。
一个香蕉+300多元的硬件
这回懂得了，香蕉便是个自然的钾-40放射源。
应用钾-40放射衰变是完全随机的这一原理，就可以做成真随机数天生器。
既然如斯，详细是怎么做的呢。
很简单。硬件上你只需预备一块Andruino开发板+一个盖革计数器。
这两者加起来只要300多块（板约40元，计数器约300元）。
盖革计数器全称盖革-米勒计数器（Geiger-Müller counter），从1928年开端便是一个专门用来探测电离辐射强度的计数仪了。
它涉及的算法异常简单，写一个主轮回，让存放器从0加到n，即是n时，存放器重置为0。
一旦在这个进程中检测到装配上方香蕉中的钾-40衰变放射出粒子，主轮回就停息，执行中止法式，将存放器中的末了一个值作为随机数返回，然后存放器再重置为0，继续轮回。
好比，我们可以让存放器从0加到15，并用十六进制表现这几个数（0-15也就为0-9、A-F），是以两位十六进制数就可以构成1个字节的随机数了，终极可以获得十进制规模内0-255的随意率性数。
ps.一个十六进制好比6F转换成二进制数就即是0110 1111，一共有8位，而一个字节恰好即是8位二进制数。
这便是一个香蕉随机数天生器的诞生。
以往要想得到真正的随机数，常见的做法便是将一些年夜天然的物理征象发生的随机量转化成数字信息。
好比电阻热噪声、半导体中的雪崩效应、电路混沌效应等。
还有人乃至会用到更为繁杂的量子征象，好比散粒噪声、光电效应，以及宇宙微波配景辐射，也便是前面提到的放射性衰变。
如今，只必要一个香蕉、300多块的硬件就可以做成，简直不要太便利。
事实上，GitHub上实在已经有许多相似项目，推特上也有一个账号曾天天发200多个随机数保持了一年。
本来香蕉不光只是可以吃呀
实在，有关香蕉的妙用还不止此。
好比，它可以成为游戏手柄。
就在本年，索尼申请了一项让人看起来感到很故意思的专利，该专利立志把“廉价、简单、非电子的装备变为游戏外设”。
这不，他们就经由过程一些装备和技术把虚拟按键投射到了香蕉上，酿成了手柄。
以及把两根香蕉经由过程扫描辨认酿成双摇杆，还能节制一些步辇儿模拟器或飞行类的游戏。
再好比，香蕉还可以用来感触感染物理学科的神奇，即正电子。
由于钾-40在产生β+衰变为氩40时，会同时放出一个正电子。于是一位来自果壳的网友，提供了个办法：
买一根香蕉，捣烂涂在手上。均匀每1小时51分钟，就有一个正电子在你手上泯没。”
嗯，感兴致的同伙，可以尝尝。
当然，香蕉还可以作为常日里恶搞的对象。
预备个“香蕉+枣”，“香蕉+雪碧”等组合，会让你的同伙发现新天下。
而在虚拟天下中，香蕉也有你想不到的用场。
《杀手3》游戏中，它就被设定成了一种兵器。便携又好暗藏，连枪弹的进击都弗成击穿。
由此也成为了一个极其受玩家好评的“暗害”对象，分分钟拍晕一小我高马年夜的基地保卫不说，一旦化身“地雷”，仇人踩到立马跌倒躺尸。
△ 图源游研社
（越来越离谱了哈。）
末了，别忘了，一小我和香蕉的基因也是有41%的类似性哦～(手动狗头)
参考链接：
[1]https://www.mcgill.ca/oss/article/you-asked/it-true-banana-radioactive
[2]https://www.iaea.org/zh/newscenter/news/shi-yao-shi-fu-she
[3]https://www.mcgill.ca/oss/article/you-asked/it-true-banana-radioactive
[4]https://mp.weixin.qq.com/s/KqcoIqotWNLIxyPwX-Y2tg
[5]https://github.com/gbonacini/nuclear_random_number_generator
[6]https://twitter.com/Hacksterio/status/1519118940810711040