Science Café in der Urania Berlin: Winter 2007/08
Die unberechenbare Kreativität der Natur
Dank moderner Forschung können wir immer komplexere Systeme in Natur und Gesellschaft erfolgreich
beschreiben. Doch wichtige Eigenschaften eines Systems lassen sich nicht aus denen seiner Teile ableiten,
durch das Zusammenwirken der einzelnen Bausteine kann Neues entstehen. Das Ganze ist eben doch mehr als
die Summe seiner Teile. Das nennt man Emergenz.
In unserer aktuellen Reihe von Diskussionen im Science Cafe über emergente Eigenschaften wollen wir
uns solcher Systeme im naturwissenschaftlichen Sinne annehmen und der Frage nach der unberechenbaren
Kreativität der Natur auf den Grund gehen. Nach der Auftaktveranstaltung am 2.12.2007, folgen in
dieser Mini-Serie weitere Science Cafés zu den folgenden Themen. Auf Wunsch der Teilnehmer finden Sie zu
jedem Termin einige Links zu Simulationsprogrammen und pdf-Dateien der Präsentationen. Für
weiterführende Literaturhinweise zu einer Reihe von weiteren Themen sei auf die
Informationen zum Literaturseminar "Emergente Eigenschaften"
verwiesen.
2. Dezember 2007:
Die unberechenbare Kreativität der Natur - Teil 1
Das Wesen der Emergenz: Rückkopplungen, Selbstbezüglichkeit und Paradoxie
Sind die Abläufe in der Natur vorher bestimmbar, also deterministisch, oder verlaufen sie chaotisch? Was ist der Unterschied zwischen einem chaotischem und einem deterministischen System? Wie kann man wiederkehrende Muster erkennen und beschreiben? Anhand von konkreten Beispielen aus der Mathematik, Physik und unserem Alltag wollen wir uns den Begriff der Emergenz erschließen.
Literatur & Links:
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Conway's Game of Life: Auf dieser Seite finden Sie eine sehr komfortable Implementierung von Conway's Game of Life ("Life32.exe" herunterladen und installieren). Weiter unten auf der Seite finden Sie Links zu Bibliotheken von interessanten Startmustern
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Wikipedia-Seiten zu Turing-Maschinen: Hier finden Sie weitere interessante Informationen und Links zu anderen Webseiten
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Lars Burghard's Homepage zu Turing-Maschinen: Eine Reihe von Java-Applets zu verschiedenen Themen, darunter auch eine Turing-Maschine, deren Regeln Sie selbst festlegen können
27. Januar 2008:
Die unberechenbare Kreativität der Natur - Teil 2
Das Individuum in seinem Umfeld: Strukturbildung in der Natur und die Entstehung des Lebens
Wie kreativ muss die Natur sein, damit Leben entstehen kann? Welche Vorstellungen haben wir von der Entstehung des Lebens als Ausdruck von Emergenz? Wie entsteht die unglaubliche Formenvielfalt in der Natur? Welche Rolle spielen die Gene dabei, welchen Einfluss hat die Umgebung?
Literatur & Links:
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Funktionsweise der Belousov-Zhabotinski-Reaktion und ein Rezept, um sie durchzuführen (beides aus "Chemie in unserer Zeit" (die Links verweisen auf die Abstracts, möglicherweise benötigen Sie ein Online-Abo der Zeitschrift oder einen Zugang über eine Bibliothek)
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B. Goodwin, Der Leopard, der seine Flecken verliert, Piper, München 2004 (ein Buch über Formbildung in der Biologie generell mit einem sehr gut lesbaren Kapitel zu den Acetabularia-Algen, die wir diskutiert haben)
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Ameisenstraßen-Simulationsprogramm AntSim 1.1: Sie können eine große Zahl an Parametern ändern, um die Effekte auf die Bildung der Ameisenstraßen zur Futterquelle zu untersuchen
16. März 2008:
Die unberechenbare Kreativität der Natur - Teil 3
Ausbildung komplexer Systeme: Evolution und Ökosysteme
Emergente Systeme verhalten sich oft in dem Sinne chaotisch, dass kleine Veränderungen unvorhersehbar große Wirkungen erzeugen. Wie wirken sich kleine Störungen im Ökosystem aus? Warum ist das Ökosystem trotz aller Unkenrufe so stabil? Warum hat die Evolution so viele Arten hervorgebracht, die im Ökosystem miteinander leben und konkurrieren? Gibt es einen Zusammenhang zwischen Komplexität und Stabilität? Wie gelingt eine ausbalancierte Regulation in einem so komplexen Zusammenspiel der unterschiedlichsten Faktoren, die das Ökosystem bedingen?
Literatur & Links:
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EcoWar 1.04-Simulation: Installieren Sie dieses Programm, gestalten Sie Ihr eigenes Ökosystem und testen Sie seine Stabilität gegen Störungen von außen
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I. Prigogine, Die Gesetze des Chaos, Insel Taschenbuch, Frankfurt 1998
1. Juni 2008:
Die unberechenbare Kreativität der Natur - Teil 4
Die Krone der Schöpfung: Das menschliche Gehirn?
Das vierte und letzte Café widmen wir dem Thema "Das menschliche Gehirn: Warum ist Intelligenz so schwer zu fassen?" Jeder erkennt Intelligenz sofort, dennoch ist es nahezu unmöglich, sie klar zu definieren. Was ist eigentlich das Bewusstsein und wie funktioniert die Wahrnehmung? Gibt es einen freien Willen in einer deterministischen Welt? Indem wir diese Fragen in den Kontext der emergenten Phänomene aus den ersten drei Science Cafés stellen, wollen wir am Ende dieser Reise durch die Welt der Emergenz auch zeigen, wie umfassend dieser Erklärungsansatz tatsächlich ist.
Literatur & Links:
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H. Cruse, J. Dean, H. Ritter, Die Entdeckung der Intelligenz oder: Können Ameisen denken?, DTV, München 2001
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R. Jourdain, Das wohltemperierte Gehirn: Wie Musik im kopf entsteht und wirkt, Spektrum-Verlag, Heidelberg 1998