Chaostheorie: Nicht-lineares Systemverhalten

Jim Al-Khalili Chaostheorie [DVD] Verlag: Furnace und TVF International / Komplett-Media, Grünwald 2016 ISBN: 9783831281855 19,99 €
Jim Al-Khalili
Chaostheorie [DVD]
Verlag: Furnace und TVF International / Komplett-Media, Grünwald 2016
ISBN: 9783831281855
19,99 €
Kleine Manipulationen an einem System können zu dramatisch verschiedenen Entwicklungen führen: Das ist die Kernaussage der vorliegenden Filmdokumentation, durch die uns der Physiker Jim Al-Khalili von der University of Surrey (England) führt. Al-Khalili befasst sich unter anderem mit Alan Turing (1912-1954), einem der einflussreichsten Theoretiker der frühen Computerentwicklung und Informatik.

Von Stefan Gillessen | Spektrum.de

1952 veröffentlichte dieser ein theoretisches Modell (den „Turing-Mechanismus“), mit dem sich beschreiben lässt, wie Dinge spontan Gestalt annehmen. Solche Selbstorganisationsprozesse gibt es in der Natur viele, etwa die Morphogenese bei Embryonen, die Bildung von Sanddünen oder das Entstehen farbiger Muster auf Tierfellen. Turing initiierte damit eine Disziplin, deren Fortschritte er nicht mehr verfolgen konnte – er nahm sich mit 41 Jahren das Leben, vermutlich infolge der Hormonbehandlung, zu der er als Homosexueller genötigt worden war.

Ungefähr zeitgleich, aber ohne von Turing zu wissen, entdeckte der russische Chemiker Boris Beloussov (1893-1970) Systeme aus mehreren chemischen Reaktionen, die nichtlinear reagieren und so zeitliche Oszillationen aufweisen. Mathematisch werden derlei Vorgänge durch Gleichungen beschrieben, wie Turing sie entdeckt hatte. Veröffentlichen konnte Beloussov seine bahnbrechenden Erkenntnisse nicht, denn seine Kollegen glaubten ihm nicht. Wie konnten die einfachen Gleichungen, denen ein solches System gehorcht, ein so kompliziertes Verhalten hervorbringen?

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Machen Quanten Sprünge?

DIGITAL CAMERADie Quantentheorie scheint zu besagen, dass sich die Natur auf der kleinsten Ebene sprunghaft verhält. Doch bei genauerer Betrachtung gelten auch im Mikrokosmos stets kontinuierliche Gesetze: Die Welt funktioniert im Grunde nicht digital, sondern analog!

Von David TongSpektrum.de

Von dem deutschen Mathematiker Leopold Kronecker (1823 – 1891) stammt der Ausspruch: „Die ganzen Zahlen hat der liebe Gott gemacht, alles andere ist Menschenwerk.“ Er meinte damit, die Zahlen Null, Eins und so weiter spielten eine fundamentale Rolle in der Mathematik. Doch für heutige Physiker nimmt das Zitat eine Überzeugung vorweg, die sich in den letzten Jahrzehnten immer fester etabliert hat: Die Natur sei im Grunde diskret, die Bausteine der Materie und der Raumzeit ließen sich einzeln abzählen. Diese Idee geht auf die Atomisten der griechischen Antike zurück, gewinnt aber im digitalen Zeitalter zusätzliche Plausibilität. Viele Physiker stellen sich das Universum als einen gewaltigen Computer vor (siehe Spektrum Spezial 3/2007), in dem die physikalischen Gesetze als Algorithmus für diskrete Informationsbits dienen – wie der grüne Ziffernregen, den die Hauptfigur Neo am Ende des Films „Matrix“ an Stelle der vermeintlichen Realität sieht.

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