Abenteuer Mathematik - Brücken zwischen Wirklichkeit und Fiktion

von: Pierre Basieux

Spektrum Akademischer Verlag, 2012

ISBN: 9783827428851 , 415 Seiten

5. Auflage

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 19,99 EUR

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Abenteuer Mathematik - Brücken zwischen Wirklichkeit und Fiktion


 

Inhalt

5

Prolog

8

Das Spiel und seine Elemente

13

Mathematik, Kunst und Wirklichkeit

17

Abstraktion ist Vereinfachung … bis zur Karikatur

19

Verstehen wir, was »verstehen« bedeutet?

22

0Menschenverstand, Logik und Beweis

26

Ein paar Zutaten: Aussagen

27

Spezifi kationen namens Quantoren

34

Ein paar Rezepte: Beweise

38

Sätze als Implikationen: Beweisspielarten

41

Wie man sich hoffnungslos verbeißt

46

Ratschläge eines berufenenMathematikers

49

Endlicher Beweis unendlich vieler Aussagen

50

Der »Satz vom Affen«

54

1Die Faszination, prim zu sein

57

Damit begann die Bescherung

57

Primzahlen: die erste unendliche Geschichte

59

Das Vermächtnis des professionellen Amateurs

67

Fermatisten, Goldbachvermuter, Primzwillingsforscher

74

Großjagd auf Monster

76

Faktorisieren: beliebig viele, beliebig harte Nüsse

80

Die Kryptologie und ihre Falltüren

81

2Brücken ins Unendliche

87

Die einfachste, natürliche Unendlichkeit

89

Das Unendliche zwischen Genie und Wahn

95

Kritiker und Bewunderer

98

Die Beweise

99

Die Durchnummerierung der Brüche

100

Mehr als unendlich viele

102

Algebraische und »transzendente« Zahlen

103

Was ist die Potenzmenge einer Menge?

104

Die genaue Frage und Cantors Satz

107

Die Kontinuumhypothese

111

Ist logische Stimmigkeit alles?

113

Gibt es verschiedene Kategorien von Mathematik?

115

Unendlichkeit im Kleinen

117

3Das Matrjoschka-Prinzip

123

Der letzte Akt

123

Schule: zuerst keine, dann einelangweilige

125

Die Anfänge des spielerischen Erforschens

127

Widrige Wechselfälle oder MisterMurphy was here

130

Das Vermächtnis des Duellanten

137

Das Vermächtnis des Duellanten

137

Symmetrien und Gruppen

138

Die Gestalt der Lösungsmenge einer Gleichung

143

Galois’ Rezept – das MatrjoschkaPrinzip

146

Blick durch das aufgestoßene Tor

149

Wie die Geometrien unter einen Hut kamen

150

Von der Geometrie zur Physik …

152

Ein paar unkomplizierte Exemplare ausdem Gruppenzoo

153

»Einfach« ist nicht leicht

155

Der Marathonbeweis und das Monster

157

4Zufall, Glück und Chaos

163

Die Entstehungsphase der Wahrscheinlichkeitsrechnung

164

Frühe Anwendungen in den Natur-und Wirtschaftswissenschaften

168

Die Axiomatisierung: Beginn der modernen Wahrscheinlichkeit

170

Die Gewissheit des Zufalls oder Das Gedächtnis der Roulettekugel

175

Fehlender Ausgleich, Unempfi ndlichkeit, Impotenz

177

Fortuna kontra Nemesis oder Die fundamentale Ungerechtigkeit der Natur

178

Determinismus, Berechenbarkeit, Vorhersagbarkeit, Komplexität

182

Chaos und Fröhlichkeit

186

Der Zufall im Roulette und seine –– partielle – Zähmung

190

Wahrscheinlich, glaubwürdig, plausibel: Kategorien der Ungewissheit

194

Ungewissheiten graduell defi nierenund verknüpfen

197

Außerirdische Intelligenzen?

202

Grade der Zufälligkeit: feiner als Wahrscheinlichkeiten

208

5Basar des Bizarren

213

Die Seele des Gebildes

214

Millionen konkreter Sachverhalte untereinem Hut – drei Beispiele

217

Topologische Strukturgleichheit

220

Eine kleine Vorgeschichte

223

Mannigfaltigkeiten und die Poincaré-Vermutung

228

n Dimensionen kinderleicht

229

Mannigfaltigkeiten und ihreMikrostruktur

229

Die Poincaré-Vermutung

231

Als ob eine Differenzialrechnung nichtschon genug wäre …

233

Perelman beweist Poincaré-Vermutung

236

Das Königsberger Brückenproblem

224

Die Euler’sche Polyeder-Formel

224

Das Möbius’sche Band

225

Gebilde, Löcher, Henkel und dasGeschlecht eines Knopfes

225

Das Vierfarbenproblem

238

Der erste mathematische Beweis dankComputerhilfe

245

Wann ist ein Beweis ein Beweis?

246

Die Evolution der Ästhetik derMathematik

247

6Ja, mach nur einen Plan …

250

Beispielbetrachtungen

252

Weitere Beispiele – ganzzahlige Optimierung

276

Das Rucksackproblem

277

Das Rundreiseproblem

278

»Branch and bound« oder »Teileund herrsche«

279

Das Steiner-Problem

280

Beispiel 1: Wenn meistens alles glatt läuft –lineare Programmierung

252

Beispiel 2: Banales kann kniffl ig sein – dasStundenplanproblem

257

Beispiel 3: Professionelles Geldspiel – dasArbitrageproblem

260

Beispiel 4: Vernetzte Ablaufplanung –Netzplantechniken

260

Beispiel 5: Dezentrales Instrument fürunsere Umwelt – Petri-Netze

263

Beispiel 6: Keine Erfi ndung der ZentralenPlanwirtschaft – Warteschlangen

267

Beispiel 7: Mehrstufi ge Entscheidungen –dynamische Programmierung

270

Beispiel 8: Wie fi ndet man oder frau denTraumpartner?

274

Komplexität – algorithmisch gesehen

282

Optimierung bei mehrfacher Zielsetzung

286

7Das Gefangenendilemma

290

Bei-Spiele

292

Knobeln

292

Das Offenbarungsspiel

295

Das Chicken Game

296

Das Gefangenendilemma(Prisoner’s Dilemma)

297

Gleichgewicht – der rote Faden

299

Minimax-Denken: vorsichtigerZweckpessimismus

300

Das Gleichgewichtstheorem fürBaumspiele

304

Black Jack: Ein (fast) faires Casinospiel

307

Das Gleichgewichtstheorem fürnichtkooperative Spiele

313

Evolutionäre Spieltheorie und Kooperation

317

Eskalieren oder Nachgeben?

318

Evolutionsstabile Strategien undAsymmetrien

320

Das Gefangenendilemma (kurzeErinnerung)

322

Wiederholung: Zauber und Zwang

324

Tit For Tat oder das wiederholteGefangenendilemma

326

Noch einmal Tit For Tat oder DieFortsetzung des wiederholtenGefangenendilemmas

329

Tit For Tat Superstar – eine einfacheevolutionäre Variante der tausendfachenFortsetzung des wiederholtenGefangenendilemmas

330

Die Tragödie der Allmende 16

333

Angewandte Spieltheorie: illusorischer Nutzen?

334

Gemeinsame Wurzeln des Verhaltens inÖkonomie und Biologie

335

Kritik der reinen Rationalität

336

Epilog

340

Erkenntnis und Wirklichkeit

340

Mathematik: nur ein Aspekt imkonzertierten Erkenntnisbild

340

»Dieser Satz ist falsch«: Selbstreferenz

342

Selbstreproduktion – natürlich künstlich

346

Absolutismen und Superlogik:Fehlanzeige

348

Der Traum vieler Sozialphilosophen:futsch

351

Ist die Welt nun mathematisch?

353

Ein letzter Rückblick

358

Anmerkungen

362

Literatur

385

Index

394