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[[파일:RandomBitmap.png|섬네일|무작위로 생성된 [[비트맵]].]]
{{확률론}}

'''무작위성'''(無作爲性)은 어떠한 [[사건 (확률론)|사건]]에 특정한 [[패턴]]이 없거나 실제로 [[예측]]이 불가능한 경우를 뜻한다.<ref>[https://plus.maths.org/content/maths-randomness The maths of randomness], Plus magazine</ref> 일상에서는 동전 던지기와 같은 [[기본사건|기본 사건]]에서 복잡하게 얽혀 있는 복합적인 사건에 이르기까지 참가자의 의지가 결과에 반영되지 않으며 그 결과를 미리 예측할 수 없는 경우를 무작위 사건이라고 한다.<ref name="데보라">데보라 J. 베넷, 박병철 역, 《확률의 함정》, 영림카디널, {{isbn|89-8401-072-3}}, 2008년</ref>{{참고 쪽|20-25, 38-45}} 참가자의 의지가 개입할 수 없다는 점 때문에 '''임의성'''(任意性)이라고도 한다.<ref>임의성, 고려대 한국어대사전</ref>

하나의 사건이 무작위적이라는 것이 그 사건이 일어날 가능성마저 예측하지 못한다는 뜻은 아니다. 동전 던지기의 경우 다음번 나타날 사건이 앞면인지 뒷면인지 예측할 수 없지만, 무수히 많은 실행을 반복하면 앞면과 뒷면이 나타날 [[확률]]은 각각 {{분수|1|2}} 임을 알 수 있다. 이와 같이 [[확률 분포]]를 알고 있다면 사건이 일어날 빈도를 계산할 수 있다. 정육면체 [[주사위]] 두 개를 동시에 던져 나타난 눈의 합계를 샘한다면 두 눈의 합이 7인 경우는 4인 경우보다 두 배 더 자주 발생한다.<ref>[https://www.thoughtco.com/probabilities-of-rolling-two-dice-3126559 Probabilities for Rolling Two Dice],ThoughtCo</ref> 즉 각각의 사건이 무작위적이라고 하더라도 그 사건이 일어날 확률마저 마구잡이로 변하지는 않다. 이런 의미에서 무작위성은 단순한 마구잡이가 아니라 실행되는 사건의 불확실성을 나타내는 척도를 의미하며 [[확률]]이나 [[통계]]의 기초적인 요소로 사용된다.

[[확률론]]에서 확률은 모든 사건이 일어날 경우를 원소로 하는 집합인 [[확률 공간]]에서 특정 사건이 일어나는 [[함수]]인 [[확률 변수]]를 통해 [[사상 (수학)|사상]]되는 [[치역]]으로 다루어지며<ref>[http://kanggc.iptime.org/stat/chap5/chap5.pdf 확률 변수와 확률 분포], e러닝 지원센터</ref> 이러한 확률의 계산은 각각의 사건이 무작위성을 띤다는 전제에서 출발한다. 1600년대에 [[갈릴레오 갈릴레이]]는 주사위의 각 면이 동일한 확률 분포를 가져야만 균등한 결과를 가져올 수 있다는 점을 밝혔다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|57}}

[[통계학]]에서는 무작위적으로 일어나는 사건들이라고 할지라도 각각의 사건이 일어나는 확률 분포가 다르다는 점을 여러 통계 요소에 응용하고 있다. 충분히 많은 사건들의 집합의 경우 그것을 [[연속]]으로 파악할 수 있으며 이 경우 [[정규분포]]와 같은 연속적인 확률 분포를 보인다.<ref>[http://www.ktword.co.kr/test/view/view.php?nav=2&no=1767&sh=%EC%A0%95%EA%B7%9C%EB%B6%84%ED%8F%AC 정규분포], 정보통신용어해설</ref> 각종 통계를 이용하는 학술 연구는 연구 대상에 대한 연구자의 개입을 최소화하기 위해 표본을 [[무작위화]]한 데이터를 이용한다.<ref>강현,〈[https://anesth-pain-med.org/upload/pdf/APM-12-201.pdf 무작위 배정과 배정확률에 변화를 주는 무작위 배정]〉, 《Anesth Pain Medi》, Vol. 12, No. 3, 2017</ref> [[난수발생기]]를 통한 [[난수]]의 생성은 무작위화의 기초적인 기법 가운데 하나이다.

== 역사 ==
[[파일:Tu joues ou tu joues pas ? (exposition) - jeu du senet.jpg|섬네일| 기원전 2300년 무렵부터 행해진 [[고대 이집트]]의 [[보드 게임]] [[세네]]. [[윷놀이|윷]]과 같은 형태의 도구를 이용하였다.]]
무작위성을 이용한 것으로 보이는 여러 도구들이 고대부터 사용되었다. [[소]]나 [[양]], [[염소 (동물)|염소]]와 같은 [[우제류]]의 [[목말뼈]]는 [[고대 이집트]]나 [[메소포타미아 문명]]에서 주사위 용도로 사용되었다.<ref>[https://ancienttouch.com/gaming%20astragali%20and%20dice.htm GAMING PIECES: ASTRAGALI AND DICE], Ancient Touch</ref> 목말뼈에는 둥근 면 둘과 평평한 면 넷이 있는데 굴렸을 때 둥근 면은 바닥에 서지 않기 때문에 나머지 네 면만 주사위로 사용되었다. 지역에 따라서는 서로 다른 종류의 구멍이 나 있는 두 면만 의미가 있기도 하였다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|27-28}} [[아메리카 원주민]]들도 [[아메리카들소]]의 목말뼈를 주사위로 이용하였다.<ref>[https://tennesseearchaeologycouncil.wordpress.com/2018/09/25/astragalus-dice-games/ Astragalus Dice Games], TENNESSEE COUNCIL FOR PROFESSIONAL ARCHAEOLOGY</ref> 정육면체를 뜻하는 영어 큐브(cube)의 기원은 목말뼈를 뜻하는 아랍어 카브, 히브리어 큐비아에서 나왔는데 이 때문에 고고학계 일부에서는 우제류의 목말뼈가 오늘날 주사위의 기원이라 보는 시각도 있으나 확실하지는 않다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|29}}

고대 이집트에서는 한국의 [[윷놀이|윷]]와 같은 막대를 이용한 [[보드 게임]]인 [[세네]]를 즐겼다.<ref>[https://boardgamegeek.com/boardgame/2399/senet Senet], BGG</ref> [[테베 (이집트)|테베]]에서 기원전 3천년 무렵 만들어진 윷가락이 발견되었다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|30}}

고대부터 다양한 [[다면체]]가 주사위로 쓰였다. [[신라]]의 유적인 [[안압지]]에서는 정삼각형과 정사각형이 혼합된 14면체의 [[주령구]]가 발견되었다.<ref>[https://www.donga.com/news/Culture/article/all/20110727/39105774/1 안압지 ‘14면체 주사위’ 미스터리], 동아일보, 2011년 7월 27일</ref> 오늘날 가장 널리 쓰이는 [[정육면체]] 주사위는 [[서아시아]] 지역에서 쓰이기 시작하였다. 이라크 북부에서 기원전 2759년 무렵 점토로 제작된 주사위가 출토되었다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|27}} 오늘날과 같이 각 면에 [[파일:D6 1.svg|30px]]에서 [[파일:D6 6.svg|30px]]까지 점이 찍혀 있는 정육면체 주사위는 [[고대 로마]] 시기에 일반적인 도구가 되었다.<ref>[https://earlychurchhistory.org/entertainment/dice-in-the-ancient-world/ DICE IN THE ANCIENT WORLD], Early Church History</ref>

한국의 [[윷놀이]]는 기원이 명확하지 않으나 《[[북사]]》에 [[백제]]의 민속으로 저포를 다루고 있는 것으로 보아 삼국 시대부터 행해진 것으로 보인다.<ref>[http://encykorea.aks.ac.kr/Contents/Index?contents_id=E0042794 윷놀이], 한국민족문화대백과사전</ref> 한편 두 개의 정육면체 주사위를 이용하는 [[쌍륙]]은 [[한무제]] 무렵 중국에서 시작되어 한국과 일본까지 전파되었다.<ref>[http://encykorea.aks.ac.kr/Contents/Item/E0034118 쌍륙], 한국민족문화대백과사전</ref>

고대 여러 문화는 인간의 의지가 개입될 수 없는 무작위성을 신의 영역으로 생각하였다.<ref>[http://www.astronomer.rocks/news/articleView.html?idxno=89251 고대의 주사위는 왜 이 모양이지?], 이웃집과학자, 2020년 8월 26일</ref> 고대 로마의 사람들은 주사위 던지기를 운명의 신 [[포르투나]]에 의한 것이라 여겼다. 세계 여러 문화에서 보이는 [[점복|점]]치는 방법은 대부분 이러한 무작위를 이용한다. [[역경|주역]]의 [[팔괘]]에서 [[타로카드]]의 선택에 이르기까지 다양한 점복 행위의 바탕에는 무작위가 인간의 의지 없이 초자연적인 어떤 것에 의해 일어난다는 믿음이 깔려있다.<ref name="데보라" />{{참고 쪽|38-53}}

게임과 도박, 점복의 영역에서 먼저 형성된 무작위성에 대한 이해는 근세에 이르러서야 수학과 과학의 영역으로 수용되었다. [[블레즈 파스칼]]과 [[피에르 드 페르마]]는 당시 유행하던 주사위 게임의 승률을 계산하면서 무작위를 바탕으로 한 수학적 확률 계산의 기초를 정립하였다.<ref>{{인용 |url=http://www.secondmoment.org/articles/probability.php |publisher=Second Moment |access-date=2008-05-23 |title=A Brief History of Probability |last=Abrams |first=William |archive-date=2017-07-24 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170724052656/http://www.secondmoment.org/articles/probability.php |url-status= }}</ref> 이후 확률론의 발전과 함께 무작위성 역시 다양한 방면에서 활용되기 시작하였다. [[통계학]]에서 [[정규분포]]와 같은 [[확률 분포]]가 중요하게 다루어 지면서 데이터의 무작위화가 중요한 연구 과정의 하나가 되었다. [[원주율]]과 같은 [[무리수]]의 숫자열은 실제 [[난수]]임이 증명되어 있지만<ref name="sciencedaily.com">[http://www.sciencedaily.com/releases/2005/04/050427094258.htm Pi Seems A Good Random Number Generator But Not Always The Best], Science daily, 2005-4-25</ref>, 대개의 경우 알고리즘을 사용한 [[유사난수]]를 무작위화에 이용한다.<ref>[https://towardsdatascience.com/building-a-pseudorandom-number-generator-9bc37d3a87d5 Building a Pseudorandom Number Generator], Towards Data Science</ref>

== 이용 ==
무작위성은 [[확률론]], [[통계학]] 뿐만 아니라 [[게임 이론]], [[정보이론]], [[양자역학]], [[혼돈이론]] 등의 다양한 분야에서 사용된다.

=== 물리학 ===
19세기 [[열역학]]과 [[유체 역학]]에서 하나의 입자가 아닌 수 많은 입자 무리의 통계적 성질을 다루는 [[통계 역학]]이 발달하면서 무작위성이 물리학에 도입되었다. 통계 역학이 다루는 대상은 분자의 [[브라운 운동]]과 같이 각각의 입자가 무작위적 운동을 하기 때문에 이들의 움직임은 확률적으로 기술된다.<ref>[https://scienceon.kisti.re.kr/srch/selectPORSrchTrend.do?cn=SCTM00087014 통계의 날 살펴 본 과학 속 통계], 사이언스온, 2010년 9월 1일</ref>

[[양자역학]]의 [[불확정성 원리]]는 무작위성을 우주의 기본적 성질로 받아들이게 하였다. [[아인슈타인]]과 같은 과학자들은 "신은 주사위 놀이를 하지 않는다"며 끝까지 양자에 대한 확률적 해석을 거부하였으나 실제 실험 결과는 불확정성 원리가 사실임을 보여 주었다.<ref>[https://www.sciencetimes.co.kr/news/%EC%96%91%EC%9E%90%EC%97%AD%ED%95%99%EC%97%90-%ED%99%95%EB%A5%A0%EC%9D%98-%EA%B0%9C%EB%85%90%EC%9D%84-%EB%8F%84%EC%9E%85%ED%95%98%EB%8B%A4/ 양자역학에 확률의 개념을 도입하다], The Science Times, 2020년 2월 5일</ref>

=== 생물학 ===
[[현대 진화 이론]]은 [[진화]]의 결과 나타나는 [[생물 다양성]]의 근본 원인을 [[돌연변이]]로 설명한다. 돌연변이는 [[DNA]] 염기 서열에서 무작위로 발생하며 이렇게 발생한 돌연변이 가운데 [[자연 선택]]에 의한 [[적응]] 과정을 거쳐 살아남은 것들이 후손을 남기면서 생물은 점차 다양한 종으로 분화된다.<ref>조지훈, 〈[https://m.ibric.org/miniboard/read.php?Board=report&id=3784 유전자 발현의 변화를 발생시키는 분자적, 진화적 과정]〉, 《BRIC VIEW》 , 2021-R19</ref>

돌연변이는 [[유전체 (생명과학)|유전체]]의 모든 부분에서 일어날 수 있고 한 번 일어난 돌연변이는 다음 세대로 유전된다. [[인류유전학]]은 이러한 유전체의 돌연변이를 추적하여 [[하플로그룹]]을 분류하고 인류 내 여러 집단의 기원과 이동 과정을 추적한다.<ref>김수훈 외, 〈[https://www.e-jcs.org/journal/view.php?number=56 분자유전학적 접근을 통한 조선시대 사람뼈의 분석]〉, 《Journal of Conservation Science》, 2018;34(1):1-9.</ref>

== 문화 ==
* [[고대 아테네]]는 제비뽑기로 공직자를 뽑았다. 이들은 시민들 모두가 동등한 권리를 지녔기 때문에 무작위로 공직자를 선출하는 것이 합당하다고 여겼다.<ref>[https://www.unipress.co.kr/news/articleView.html?idxno=2536 대의 민주주의에 드리운 어두운 그림자], 대학지성, 2020년 11월 29일</ref>
* [[생방송 행복드림 로또 6/45|로또 6/45]]와 같은 여러 복권의 추첨은 무작위 추출을 통해 이루어진다.
* [[축구]]에서는 공격 순서와 위치를 정하기 위해 동전 던지기를 사용한다.<ref>[https://www.sports-g.com/2018/09/13/5%EB%8C%805-%ED%99%95%EB%A5%A0-%EC%B6%95%EA%B5%AC%EC%9D%98-%EB%8F%99%EC%A0%84-%EB%8D%98%EC%A7%80%EA%B8%B0-%EC%97%AD%EC%82%AC%EC%99%80-%EC%9A%B4%EB%AA%85 5대5 확률? 축구의 ‘동전 던지기’ 역사와 운명], 스포츠니어스, 2018년 9월 13일</ref>

== 같이 보기 ==
* [[난수]]
* [[질서]]
* [[확률]]
* [[무작위 행보]]

== 각주 ==
{{각주}}

== 외부 링크 ==
* {{위키공용분류-줄}}
* {{두피디아|170929001554586}}

{{전거 통제}}

[[분류:무작위성| ]]
[[분류:통계적 무작위성]]