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SEMINAR

Konferenz über starkes Chaos

Die Universität Potsdam und die Max-Planck-Gesellschaft ver­anstalteten gemeinsam vom 30. August bis 3. September 1993 das 115. WE- Heraeus- Seminar in Caputh.

Die wissenschaftliche Leitung des unter der Thematik“Structu­re Formation in Continuous Dynamical Systems” stehenden Treffens nationaler und inter­nationaler Spezialisten hatte Herr Dr. Jürgen Kurths, Leiter der Max-Planck-Arbeitsgruppe Nichtlineare Dynamik an der Universität Potsdam übernom­men. Teilnehmer waren V. a.

Physiker, auch mathematische Physiker.

Eingefunden hatten sich des weiteren Wissenschaftler, deren Intentionen auf andere interdis­ziplinäre naturwissenschaftli­che, z. B. chemisch, astrophysi­kalisch oder ökologisch orien­tierte Anwendungen gerichtet waren. Das Anliegen der Konfe­renz bestand im Zusammenfüh­ren von experimentellen und theoretischen Methoden zur Un­tersuchung hoch-dimensionaler chaotischer Systeme, wie sie etwa bei Wettererscheinungen, Strömungen in Flüssigkeiten

oder auf der Sonne häufig auftre­ten.

Für nicht mit dem Thema Ver­traute sei hier ein erklärendes, markantes Beispiel genannt: 1755 erhielt Leonhard Euler den Auftrag, die Möglichkeit des Transports von Havelwasser nach Sanssouci zu prüfen. Dafür fand er entsprechende Gleichun­gen zur Beschreibung. Diese sind so kompliziert, daß man sie bis heute nicht lösen konnte. Das besondere Interesse der Potsdamer Experten während der Konferenztage bestand im Finden neuartiger theoretischer

Methoden, um gerade solch komplizierte Erscheinungen oder Gleichungen behandeln und sie mit Hilfe von Supercom­putern— wie etwa die in der Ar­beitsgruppe vorhandene CRAY — numerisch lösen zu können.

Hervorzuheben aus theoreti­scher Sicht waren sicher die Beiträge von Sell(Minneapolis) und auch Feudel(Uni Potsdam) sowie hinsichtlich der Numerik und Anwendung von Proven­zale(Turin), Sreenivasan(Yale) und Kevrekidis(Princeton). P.G.

Die Tagung bot u. a. die Mög­lichkeit des Gesprächs mit Prof. Grossmann- einer Kapa­zität auf dem genannten Ge­biet. Er lehrt und forscht an der Universität Marburg. Ihn interessieren v.a. Probleme der statistischen und der ma­thematischen Physik. PUZ nutzte die Gelegenheit, ihn zum Gegenstand dieses Wis­senschaftsdisputs zu befragen.

*| für | schaftsentwicklung beschrei­

Prof. Grossmann(vorn) Foto: Rüffert

PUZ: Herr Professor, welchen Stellenwert hat die Konferenz für Sie ganz persönlich?

Prof. Grossmann: Sie ist des­halb so wichtig, weil eine Reihe von Kollegen, die auf dem Ge­biet arbeiten, aus den USA und den östlichen Ländern, insbe­

sondere aus Rußland, hier anwe­send sind. So ist es möglich, über viele der neuen Entwicklungen, die man aus Publikationen noch gar nicht kennt, hier etwas zu erfahren, sich auszutauschen. Besondere Probleme, denen wir uns alle gegenübersehen, physi­kalische Probleme, können be­sprochen und mögliche Auswe­ge konstruiert werden. Daher ist es soetwas wie eine Simultan­schaltung- das ist sehr wichtig.

PUZ: Wie würden Sie die Bedeutung der Chaostheorie die gesamte Wissen­

ben? Es ist ja nicht nur ein mathematisches oder physika­isches Problem?

Prof. Grossmann: Damit haben Sie ganz recht. Es ist so, daß die Ergebnisse der Chaosforschung sich als wichtig für eigentlich alle Zweige der Wissenschaft, nicht nur der Naturwissenschaft, sondern auch einiger anderer Wissenschaften erwiesen ha­ben. Der Hauptaspekt ist, daß es uns nicht viel nützt, allein nach den Gleichungen zu sehen oder die Naturgesetze herzuleiten, zu entdecken, zu formulieren, wenn wegen der Nichtlinearität dieser Gesetze trotzdem länger­fristige Prognosen nicht möglich sind. Das hat nichts damit zu tun,

daß wir die Gesetze dann nicht genügend kennen. Die Eigenart dieser Gesetze ist so, daß man sie zwar Schritt für Schritt lösen kann; aber nur soweit man sie gelöst hat, weiß man, wie es weitergeht. Und wenn es Störun­gen oder Unsicherheiten in den Ausgangszuständen gibt, dann ist die Vorhersagemöglichkeit grundsätzlich wegen der glei­chen Struktur begrenzt.

Wir erfahren das z.B. bei Wet­terprognosen. Wir kennen die Gleichungen, und trotzdem sind die Prognosen nur sehr begrenzt. Wir erfahren das z. B. aber auch in der Wirtschaftsentwicklung. Wir haben eine Reihe von Theo­rien, aber ihre Voraussagekraft ist begrenzt. Dies ändert die Sicht der Naturwissenschaftler gegenüber den Möglichkeiten naturwissenschaftlicher Beherr­schung ganz generell. Und das gibt der Chaosforschung, glaube ich, auch einen gewissen philo­sophischen Inbegriff.

Es gibt bei allen Vorgängen vie­le Gesichtspunkte, die gemein­sam zu beachten und die mitein­ander verflochten sind. Das bewirkt Nichtlinearitäten. Und diese Nichtlinearitäten machen die Lösungen unregelmäßig, statistisch aussehend. Diese Sta­tistik aus leicht hinschreibbaren

Gleichungen ist ein uns sehr überraschender Effekt. Darin liegt wohl die generelle Bedeu­tung dieser Forschung.

PUZ: Welchen Erkenntniszu­wachs erhoffen Sie sich per­sönlich von der Konferenz? Prof. Grossmann: Der Er­kenntniszugewinn für mich spe­ziell, aber ich denke auch, daß das charakteristisch für viele Anwesende ist, liegt darin, daß wir längere Zeit jetzt immer Systeme behandelt haben mit vergleichsweise wenigen Frei­heitsgraden, also wenigen Va­riablen. Jetzt aber wissen Wir, daß die Notwendigkeit besteht, räumliche Auflösung zu betrei­ben; also Systeme, die eine räumliche Struktur zeigen kön­nen und die dadurch notwendi­gerweise mehr Freiheitsgrade haben. Und darüber wissen wir noch wenig, weil eben auch viel zu wenige mathematische Kenntnisse bisher bestanden haben. Meine persönliche Hoff­nung ist, daß wir hier Fortschrit­te erreichen in der mathemati­schen Analyse von räumlich strukturierenden linearen Syste­men.

Herzlichen Dank für das Ge­spräch. Für die PUZ fragte Petra Görlich.