Ein Labyrinth ist etwas Faszinierendes. Labyrinthe gibt sie als Zeichnungen, in Felsen geritzt, als Mosaiken, als Pflanzungen, als gebaute Architektur, als Spiel auf dem Display, als Metapher für schwierige Situationen, für Irrgärten. Es gibt ganz kleine Labyrinthe auf einem Blatt Papier und ganz große, in der Landschaft unter freiem Himmel befindliche. „Österreich ist ein Labyrinth, in dem sich jeder auskennt“, hat Helmut Qualtinger einmal gesagt. Dabei ist das Prinzip jedes Labyrinths sehr einfach: zwar gibt es viele falsche Wege und Abzweigungen und Sackgassen, aber es gibt immer einen – wahrscheinlich höchst verschlugenen – aber klaren Weg durch das Labyrinth. Sicher bedarf es etlicher Versuche, den Weg zu finden. Aber letztlich kann man sich gar nicht verirren. Man findet ganz sicher wieder hinaus, ans Ziel.
Die Radon-Transformation
Wie sieht das Innere eines Gehirns aus oder wie verläuft die Maserung eines Baums? 1917, also vor 100 Jahren, publizierte der österreichische Mathematiker Johann Radon eine Formel, mit der das verborgene Innere sichtbar wird: Die Radon-Transformation.
Dazu sagt Otmar Scherzer von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften: Der Titel von Radons Abhandlung war denkbar unspektakulär: „Über die Bestimmung von Funktionen durch ihre Integralwerte längs gewisser Mannigfaltigkeiten“ nannte der österreichische Mathematiker einen Aufsatz, den er 1917 an der Königlich-Sächsischen Gesellschaft der Wissenschaften zu Leipzig veröffentlichte. Umso spektakulärer erweist sich hundert Jahre später die darin ausgearbeitete „Radon-Transformation“. Die Radon Transformation erwies sich im Laufe der Zeit als ein fundamentales Werkzeug mit Anwendungen in ganz verschiedenen Sachgebieten. Denn heute spielt die mathematische Formel eine wichtige Rolle in zahlreichen Anwendungsgebieten: von der medizinischen Diagnostik mit bildgebenden Verfahren (Computertomographie, Magnetresonanztomograpie) bis zu Astrophysik und Materialprüfung.
Johann Radon hat sich damals mit der konvexen Analysis beschäftigt. Dabei hat er versucht herauszufinden, aus wie vielen Richtungen man auf ein einfaches Objekt schauen muss, um es eindeutig darstellen und rekonstruieren zu können. Er betrachtete diese Arbeit als eine intellektuelle mathematische Spielerei und hatte keine Ahnung, welche praktische Bedeutung seine Arbeit einst annahmen sollte.
„Oft liegen die Dinge so, dass mathematische Theorien in abstrakter Form vorliegen, vielleicht als unfruchtbare Spielerei betrachtet, die sich plötzlich als wertvolle Werkzeuge für physikalische Erkenntnisse entpuppen und so ihre latente Kraft in ungeahnter Weise offenbaren.“
Johann Radon in seiner Rektoratsrede
Zur Erläuterung der Überlegungen von Johann Radon: https://www.youtube.com/watch?v=9vbCQuweYJI
Kugeln & Magnete
Kugeln sind wunderbare Wesen. Und Magnete sind etwas Faszinierendes. Wie schön erst das Zusammenwirken von Kugeln und Magneten sein kann, wird hier liebevoll demonstriert: https://www.youtube.com/watch?v=QQ9gs-5lRKc Mit Kugeln kann man sogar Musik machen – das ist allerdings ziemlich aufwendig: https://www.youtube.com/watch?v=IvUU8joBb1Q
Der Galton Board – eine mechanische Darstellung des Gauß’schen Gesetzes der Normalverteilung
Das mathematische Gesetz der Normalverteilung in der Wahrscheinlichkeitstheorie ( https://de.wikipedia.org/wiki/Normalverteilung ) – erdacht von Karl-Friedrich Gauß – läßt sich eindrucksvoll durch eine Maschine demonstrieren: den Galton Board: https://www.youtube.com/watch?v=9xUBhhM4vbM
Mathematik – Die Sprache der Natur oder eine Erfindung des Menschen ?
Ebenso wenig, wie es eine klare Defintion gibt, was Mathematik eigentlich ist, gibt es Einigkeit darüber, ob Formeln der Mathematik Phänomene der Natur, der Welt, des Kosmos real erklären können oder ob es sich im Grunde bloß um faszinierende menschliche Ideen handelt, über die sich trefflich streiten läßt. Darüber besteht selbst unter Mathematikern keine einheitlich Auffassung. Aber für beides existieren faszinierende Theorien: http://page.mi.fu-berlin.de/bhrnds/publ_papers/sprachedernatur_hamburg.pdf
Ist Gott ist ein Mathematiker ??: https://www.amazon.de/Ist-Gott-ein-Mathematiker-geschrieben/dp/3406605958#reader_B007GGK78Q
Läßt sich die Welt doch nicht berechnen ??: https://www.brandeins.de/archiv/2011/rechnen/die-welt-laesst-sich-nicht-berechnen/
Diese Diskussion reicht tief in die Zeit zurück. Hier sind einige Teilnehmer an diesem ewigen Gespräch: Euklid, Archimedes und Pythagoras, Galilei und Descartes, Russel und Frege und Gödel.
Und hier geht es noch zu einem ganz neuen Buch des englischen Mathematik-Gurus Ian Stewart („Unglaubliche Zahlen“): https://www.amazon.de/Unglaubliche-Zahlen-Ian-Stewart/dp/3499631539/ref=sr_1_1?s=books&ie=UTF8&qid=1488816775&sr=1-1&keywords=ian+stewart+unglaubliche+zahlen
Das Foucault*sche Pendel demonstriert eindrucksvoll die Drehung der Erde
Seit dem griechischen Astronomen Aristarch (um 250 v.Chr.) vermuteten die Menschen, was Johannes Kepler und Tycho Brahe im 16. Jhdt. durch Beobachtungen der Himmelsmechanik bewiesen: Die Erde dreht sich um sich selbst. Jedoch erst der französische Autodidakt Jean Foucault führte diese Drehung 1851 mit einem 70 m langen Pendel im Pariser Panthéon jedermann vor Augen: 16,5 Sekunden benötigte dieses Riesenpendel für eine Hin- und Herbewegung über einer in den Boden eingelassenen Rosette. Und nach keiner einzigen Bewegung kehrt das Pendel an exakt jene Stelle zurück, die es vor der letzten Bewegung verlassen hatte. Das ist der Effekt der Erddrehung und ihr klarer Beweis. Um dieses Phänomen noch sichtbarer zu machen, stehen auf der Rosette im Kreis kleine Kegel, die – einer nach dem anderen – im Uhrzeigersinn binnen 24 Stunden vom Pendel umgeworfen werden.
ad) Chaos-Pendel
Das unten im Video gezeigte Chaos-Pendel ist eine Apparatur, die chaotische Prozesse darstellt. In keinem Augenblick kann physikalisch vorausgesagt werden, welche Bewegung das Pendel in den nächsten Sekunden nehmen wird. Ein einfaches Modell unserer Welt………
Das Chaos Pendel
Das wunderbare Oloid
Ein Oloid ist eine Kreation der Menschen. Es kommt in der Natur nicht vor. http://www.paul-schatz.ch/seine-entdeckungen/das-oloid/
Der Schweizer Paul Schatz hat dieses geometrische Gebilde 1929 erdacht und konstruiert. Läßt man ein Oloid eine schräge Fläche hinterunterkollern, vollführt es eine Art taumelden Bewegung, deren Spur nicht vorhergesagt werden kann. Ein Oloid is einfach schön
Ein Modell für Industrie 4.0 ?
In diese wunderbare Simulation eines Fabrikationsprozesses kann man sich echt vertiefen (und vielleicht sogar ein bisschen verlieben). Das meiste läuft vollautomatisch ab. Aber immerhin sind 6 Personen notwendig, um die ganze Sache klaglos auf Laufen zu halten. Jeder Betrachter soll von sich aus entscheiden, was da eigentlich produziert wird. Diese Simulation einer Fabrik wurde vor Jahren von einem UnivProf der Technischen Universität Wien programmiert. Leider konnte ich nicht herausfinden, wie sein Name ist. Alle Besucher der Website, die dieses kleine Video anschauen, sind ihm zu Dank verpflichtet.
Um all die Feinheiten in der Darstellung dieses Produktionsprozesses sehen zu können, müssen Sie rechts unten in dieser Darstellung auf den Button clicken, wonach dann dieses quirlige Bild in der gesamten Monitorgröße gezeigt wird.