Die Natur der Mathematik – die Mathematik der Natur

In der letzten Woche drehte sich an und rund um die Internationale Akademie
Traunkirchen (IAT) alles um Formen und Strukturen der Natur, die auch wir uns
zu Nutze machen können.

Nach einer pandemiebedingten Veranstaltungspause kehrt nun das Leben auch an
der IAT wieder ein. Unter strengen Sicherheitsvorkehrungen fand der OutdoorWorkshop mit dem Titel „Biologie – Physik – Mathematik: Das Buch der Natur ist
in der Sprache der Mathematik geschrieben“ für Studierende statt. Der erste
öffentliche Vortrag diesen Jahres fand diesmal in der Pfarrkirche Traunkirchen,
von Geometer Prof. Georg Glaeser mit dem etwas verdrehten Titel „Das Buch der
Mathematik ist in der Sprache der Natur geschrieben“, statt und wird auch online
zur Verfügung stehen.

Die Natur der Mathematik
Der Untertitel des Workshops Das Buch der Natur ist in der Sprache der
Mathematik geschrieben waren die Worte Galilei Galileos vor etwa 400 Jahren.
Aber er war nicht der einzige, der versucht hat, die Welt mathematisch zu
beschreiben. In der Antike sagte Pythagoras schon Alles ist Zahl und Platon
entwarf fünf geometrische Körper zur Beschreibung der Elemente.
Eine Vielzahl mathematischer Einsichten entstand also aus dem Bedürfnis des
Menschen, Erklärungen für Alltagsbeobachtungen zu finden, und diese auch
vorausberechnen zu können.
So erklären in etwa Exponentialfunktionen die Bildung von Spiralen der
Sonnenblumen oder die Form der Schneckenhäuser; Integralrechnung gibt
Antworten auf Fragen wie die Lebenserwartung unter bestimmten Bedingungen
und zur Berechnung der Jahreszeiten kommen Winkelfunktionen zum Einsatz.

Die Mathematik der Natur
Wer also meinte, die Mathematik sei fad oder unnütz, wurde letzte Woche
(hoffentlich) eines besseren belehrt. Ohne die Mathematik könnten wir eine
Vielzahl an Phänomene der Natur nicht verstehen. Aber es reicht nicht,
Naturerscheinungen zu visualisieren und zu simulieren; es braucht auch
Menschen, welche die belebte Natur und dessen Besonderheiten kennen, wie der
Evolutionsbiologe Prof. Hannes Paulus, der uns einen Teil seines enormen
Wissensschatz zur Verfügung stellte und Menschen wie Prof. Ille Gebeshuber,
welche sich auf mikroskopisch-kleine Oberflächenstrukturen spezialisiert hat, um
perfekte Designs der Natur für nachhaltige Technologien zu nutzen. So gibt es in
etwa Fensterreiniger, welcher mit einem speziellen Wachs - etwa der Blaufichte -
versetzt ist, der Singvögel wie Meisen davon abhält gegen Fensterscheiben zu prallen.

Tool für die Übersetzung der natürlichen Formen in die mathematische und
physikalische Sprache diente letzte Woche die Fotografie und der Computer.
Letzterer ist auch die Grundlage der Forschung von Georg Glaeser, auf die er im
Vortrag etwas genauer einging und Computersimulationen von natürlichen
Strukturen zeigte. Diese, sagte er, funktionieren aber erst so richtig gut, wenn
man die Parameter nicht zu „perfekt“ einstellt und Fehler zulässt – so wie es auch
in der Natur üblich ist.

Bilder: