Zeitung Heute : Naturwissenschaftler wollen Ordnung ins Chaos bringen

Patricia Pätzold

Herzrhythmusstörungen, Migräne, stark schwankende Laserstrahlung, der Zusammenbruch von Finanzmärkten, von Stromversorgung oder Internet – all dies sind Folgen chaotischer Prozesse in komplexen Systemen, die sich selbst organisieren. „Nichtlinear“ sagen Wissenschaftler dazu. Solche Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass kleine Veränderungen große Auswirkungen haben, und dass daher die zeitliche Entwicklung nur schwer vorhersagbar ist. Könnte man sie kontrollieren, wäre das ein Riesenfortschritt in der Medizin, in der Technologieentwicklung, in Sozialstaat, Politik und Wirtschaft.

Ein neuer Sonderforschungsbereich (Sfb 910), dessen Sprecher der TU-Physiker Eckehard Schöll ist, will nun neuartige theoretische Konzepte und Methoden entwickeln, um solche Systeme zu kontrollieren und zu steuern. Maximal 22 Millionen Euro werden in das auf zwölf Jahre angelegte Großprojekt der Deutschen Forschungsgemeinschaft fließen. 14 interdisziplinäre und untereinander vernetzte Teilprojekte aus den drei großen Berliner Universitäten sowie drei außeruniversitäre Forschungseinrichtungen sind beteiligt. Jede dieser Gruppen arbeitet mit weiteren Partnern und experimentellen Gruppen im In- und Ausland zusammen.

Solche komplexen Netzwerke sind übrigens selbst Gegenstand der Forschung in dem neuen Sonderforschungsbereich. Theoretische Physiker, Mathematiker und Neuroinformatiker haben sich zusammengeschlossen, um die Problemstellungen aus dem breiten Anwendungsspektrum zu abstrahieren und daraus Modelle zu entwickeln, die schließlich auf alle diese Bereiche angewendet werden können. Eine Besonderheit der Vision ist, dass die Wissenschaftler nicht invasiv in das System eingreifen, sondern seine selbstorganisierenden Kräfte ausnutzen wollen, um eine gewünschte Entwicklung im Netzwerk zu provozieren.

Im Idealfall wird dabei das System durch Rückkopplungsschleifen so aufgebaut, dass es sich selber in die gewünschte Richtung steuert, quasi eine Selbstbeeinflussung. Autonome sechsbeinige Roboter, die bei Erdbeben nach Verschütteten suchen, können damit zum Beispiel lernen, selbsttätig eine der Situation angepasste Gangart zu wählen, um sich zu befreien, wenn mal ein Bein in ein Loch geraten ist, oder um selbstständig unvorhergesehenen Gefahren auszuweichen. Patricia Pätzold

Weitere Informationen unter www.itp.tu-berlin.de/sfb910

In der TU-Wissenschaftsshow zur „Langen Nacht der Wissenschaften“ am 28. Mai werden Eckehard Schöll und weitere Forscher erklären, wie die Kontrolle von nichtlinearen Systemen Probleme unseres Alltags lösen könnte.

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