Gesundheit : Gehäkeltes Chaos

Neue Masche: Ein Forscherpaar strickt komplizierte mathematische Formeln

Thomas Riens

Im Alltag mühen wir uns redlich, das Chaos klein zu halten, und räumen auf, was doch wieder in Unordnung gerät. Wenn Mathematiker sich mit Chaos beschäftigen, spüren sie mit komplexen Theorien und endlosen Berechnungen die Ordnung in der Unordnung auf. Jetzt übersetzte ein niederländisch-deutsches Mathematikerpaar an der Universität Bristol das Chaos aus dem Wettermodell des Mathematikers Edward Lorenz in eine handfeste Häkelarbeit. Die Fachwelt war beeindruckt. Erstmals schaffte es eine Häkelarbeit auf die Titelseite des Fachblatts „The Mathematical Intelligencer“.

Hinke Osinga und Bernd Krauskopf erforschen Methoden zur Berechnung komplizierter Oberflächen in chaotischen Systemen, die auch in den Lorenz-Gleichungen vorkommen. Solche Modelle machen Chaos-Systeme aller Art beschreibbar: Vom Wetter über den Mixer im Kuchenteig bis zum Sonnensystem. „Das Lorenz-System beschreibt ein Kraftfeld für alle Punkte in einem dreidimensionalen Raum“, erläutert Krauskopf. Dieses System ist chaotisch, denn fast alle Punkte bewegen sich unvorhersagbar.

Hinke Osinga erklärt ihre Forschung anhand eines Naturphänomens: „Nehmen wir an, Blätter treiben einen turbulenten Fluss hinunter und werden an einem Felsen entweder links oder rechts vorbei geschwemmt.“ Nur ganz wenige Blätter bleiben genau an der Spitze des Felsens kleben. Sie sind also einem sehr speziellen Pfad im Wasser gefolgt.

Nach schlichter Handarbeit klingt das nicht, aber Osinga und Krauskopf überlegten, ob man die Berechnungen ihrer Computergrafiken nicht auch als Häkelanleitung nutzen könnte. Nachdem sie monatelang auf die Animationen ihres PCs gestarrt hatten, stellten die Mathematiker sich die berechneten Punkte nicht nur als Blätter, sondern als Häkelmaschen vor. Osinga häkelt, seit sie sieben ist. Sie nahm die Herausforderung an.

Osinga startete wie ihr Computer nahe des Nullpunktes und baute das Lorenz-Modell wie ihr Rechner Runde für Runde mit der Häkelnadel auf. 85 Handarbeitsstunden und 25511 Maschen später hielt sie das erste gehäkelte Stück Chaos in der Hand: einen labbrigen, quadratmetergroßen Topflappen aus 200 Gramm hellblauer und 200 Gramm dunkelblauer Wolle mittlerer Stärke. Den Rand des Lappens fädelte Krauskopf auf Stahldraht und zur Erleichterung des Duos faltete sich die Handarbeit exakt wie die berechnete Version am Bildschirm: „Jede Schlaufe entspricht einem Punkt des Lorenz-Systems auf dem Weg zum Nullpunkt“, beschreibt Osinga ihr verschlungenes 3-D-Objekt.

Die Forscher freuen sich über die große Resonanz. Seit internationale Medien über die Synthese aus Mathe und Maschen berichteten und das Paar Champagner für den auslobten, der das Experiment wiederholen würde, entwickeln sich Teile der Internet-Gemeinde zum Häkelkränzchen. „Der Champagner war schnell weg“, lacht Krauskopf.

Als reinen Gag wollen die Forscher ihre Handarbeit jedoch nicht verstanden wissen. Das Drei-D-Modell baumelt im Büro des Professors von der Decke. Den Studenten dient es zur Anschauung, ähnlich den Molekülmodellen der Chemie.

Mehr Im Internet unter: www.enm.bris.ac.uk/staff/hinke/

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