Zellulaerer Automat

Zellulärer Automat und zelluläres Energiesystem

Literaturempfehlungen: Zellulärer Automat und zelluläres Universum als Modell für zelluläres Energiesystem

Even­tu­ell ist die Gele­gen­heit zur Besin­nung am Beginn des neu­en Jah­res 2019 geeig­net, sich einen Über­blick zur Lite­ra­tur bezüg­lich zel­lu­lä­rer Ansät­ze und Model­le mit den Begrif­fen zel­lu­lä­rer Auto­mat und zel­lu­lä­res Uni­ver­sum zu verschaffen.

Unter­su­chun­gen zum zel­lu­lä­ren Ener­gie­sys­tem besit­zen somit Vor­bil­der, auf die bei wei­te­ren Akti­vi­tä­ten zur Model­lie­rung und Simu­la­ti­on auf­ge­setzt wer­den kann.

 

Empfehlung zum Thema „Komplexität“ als Enabler von Selbstorganisation

Stuart Kauff­man: Der Öltrop­fen im Was­ser — Cha­os, Kom­ple­xi­tät, Selbst­or­ga­ni­sa­ti­on in Natur und Gesellschaft

Auf Basis der Betrach­tung Bool­scher Netz­wer­ke ent­wi­ckelt Stuart Kauff­man einen Weg zum Ver­ständ­nis von Kom­ple­xi­tät. In einem Ver­bund von Kno­ten mit einer defi­nier­ten Anzahl von Ein- und Aus­gän­gen mit jeweils einem mög­li­chen Satz von Zustän­den steigt die Kom­ple­xi­tät bei zuneh­men­der Anzahl von Kno­ten, die zu einem chao­ti­schen Sys­tem­ver­hal­ten füh­ren kann.  Kauff­man unter­such­te die Gestal­tungs­for­men der­ar­ti­ger Sys­te­me, um Sta­bi­li­tät und Fle­xi­bi­li­tät des Ver­bun­des glei­cher­ma­ßen zu garan­tie­ren. Vor­bild sind hier die meta­sta­bi­len Zustän­de bio­lo­gi­scher Sys­te­me. Der Schwer­punkt die­ses Wer­kes liegt im Zuam­men­wir­ken der Kno­ten auf Basis der Kennt­nis der Abbil­dung von Ein­gangs­zu­stän­den auf Aus­gangs­zu­stän­de der Kno­ten. Vom inne­ren Wir­ken der Kno­ten als Zel­len des Netz­wer­kes wird abstrahiert.

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[amazon_link asins=‘349222654X’ template=‘ProductAd’ store=‘fwknet’ marketplace=‘DE’ link_id=‘3049fe71-4f00-11e8-a5d6-4b1589517d02’]In den Natur­wis­sen­schaf­ten zeich­net sich ein neu­es Para­dig­ma ab, das in sei­ner Bedeu­tung der Theo­rie Dar­wins gleich­kommt. In sei­nem all­ge­mein­ver­ständ­li­chen Buch gibt Stuart Kauff­man, Vor­den­ker und Weg­be­rei­ter des neu­en Den­kens, Ein­bli­cke in die ord­nungs­bil­den­den Kräf­te des Cha­os und zeigt, wie Kom­ple­xi­tät die Selbst­or­ga­ni­sa­ti­on bewirkt. Die Viel­falt und Ähn­lich­keit selbst­or­ga­ni­sa­to­ri­scher Pro­zes­se in fast allen von den Natur- und Gesell­schafts­wis­sen­schaf­ten unter­such­ten Berei­chen legt es nahe, daß es all­ge­mei­ne Gesetz­mä­ßig­kei­ten gibt, die das Ent­ste­hen geord­ne­ter Struk­tu­ren in kom­ple­xen Sys­te­men hin­rei­chen­der Grö­ße und Kom­ple­xi­tät zur Fol­ge haben. Wich­tigs­te Eigen­schaf­ten geord­ne­ter Struk­tu­ren sind Sta­bi­li­tät gegen­über Stö­run­gen und Emer­genz gegen­über den Ein­zel­tei­len, aus denen sie bestehen.

Kauff­man, S. (09/1998)

 

Empfehlung zum Thema „zellulärer Automat

Marin Ger­hardt und Hei­ke Schus­ter: Das digi­ta­le Uni­ver­sum — Zel­lu­lä­re Auto­ma­ten als Model­le der Natur

Die Ent­wick­lung des Uni­ver­sums ist gekenn­zeich­net von der Evo­lu­ti­on kom­ple­xer Ord­nun­gen, die lokal und gleich­zei­tig ver­bun­den als nicht-loka­le Orga­ni­sa­ti­on agie­ren. Zel­lu­lä­rer Auto­mat und zel­lu­lä­re Inter­pre­ta­tio­nen phy­si­ka­li­scher Theo­rien sind Werk­zeu­ge zum Ver­ständ­nis die­ser Komplexität.

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Ger­hardt, M.; Schus­ter, H. (01/1995)

 

Empfehlung zu „zellulärer Automat“ und Modellierung als Mittel zur Untersuchung komplexer Systeme

Ste­phen Wolf­ram: Cel­lu­lar Auto­ma­ta and Com­ple­xi­ty — Coll­ec­ted Papers

Zu Beginn der 1980-er Jah­re schlug Ste­phen Wolf­ram die Abbil­dung kom­ple­xer Zusam­men­hän­ge durch rela­tiv ein­fa­che Com­pu­ter­pro­gram­me vor. Heu­te resul­tiert aus die­sem Vor­ge­hen die Abbil­dung der mensch­li­chen Denk­vor­gän­ge in Com­pu­ter­pro­gram­men für neu­r­a­le Net­ze, die kom­ple­xe Leis­tun­gen der mensch­li­chen Intel­li­genz erfolg­reich nach­voll­zie­hen kön­nen. Dar­aus resul­tie­ren Arbei­ten zur Model­lie­rung und Unter­su­chung zel­lu­lä­rer Ener­gie­sys­te­me als Mit­tel der Kom­ple­xi­täts­be­herr­schung in einen zuneh­mend erneu­er­ba­ren, dezen­tra­len und gleich­zei­tig ver­bun­de­nen, zel­lu­lä­ren Energiesystem.

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Wolf­ram, S. (02/1994)

 

Empfehlung zu „zellulärer Automat“ und Quantenmechanik

Gerard ‘t Hooft: The Cel­lu­lar Auto­ma­ton Inter­pre­ta­ti­on of Quan­tum Mecha­nics — (Fun­da­men­tal Theo­ries of Phy­sics, Band 185)

Die­ses Werk des Phy­sik-Nobel­preis­trä­gers Gerard ‘t Hooft scheint weit ent­fernt von den Anwen­dungs­mög­lich­kei­ten der zel­lu­lä­ren Auto­ma­ten für die Model­lie­rung tech­ni­scher Sys­te­me zu sein. Aber im Kern offen­bart es für den natur­wis­sen­schaft­lich vor­ge­bil­de­ten Leser tie­fe Ein­sich­ten in ein zel­lu­lär orga­ni­sier­tes Uni­ver­sum als Vor­bild für zel­lu­lär gestal­te­te Sys­te­me der mensch­li­chen Welt, wie zum Bei­spiel auch für ein zel­lu­lä­res Energiesystem.

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t Hooft, G. (09/2016)

 

Empfehlung zur Nutzung der Automatentheorie zum Verständnis des Universums und technischer Systeme

Kon­rad Zuse: Rech­nen­der Raum — Schrif­ten zur Datenverarbeitung

Einen his­to­ri­schen Ein­blick in das Ent­ste­hen der Auto­ma­ten­theo­rie auf Basis der Mög­lich­kei­ten der elek­tro­ni­schen Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung erlaubt die­ses Werk des Pio­niers der Com­pu­ter­ent­wick­lung Kon­rad Zuse. Die elek­tro­ni­sche Daten­ver­ar­bei­tung ist einer­seits Mit­tel zur Berech­nung phy­si­ka­li­scher Sys­te­me. Die Ent­wick­lung der Auto­ma­ten­theo­rie schuf aber gleich­zei­tig neue Mög­lich­kei­ten zum Ver­ständ­nis des Uni­ver­sums und hat­te somit eine bedeu­ten­de Rück­wir­kung auf die Bil­dung phy­si­ka­li­scher Modelle.

Zitat der zuge­hö­ri­gen Rezen­si­on auf Amazon.de:

[amazon_link asins=‘366300810X’ template=‘ProductAd’ store=‘fwknet’ marketplace=‘DE’ link_id=‘d0a61753-0ea1-11e9-9448-dbdf47481025’]Es ist uns heu­te selbst­ver­ständ­lich, daß nume­ri­sche Rechen­ver­fah­ren erfolg­reich ein­ge­setzt wer­den kön­nen, um phy­si­ka­li­sche Zusam­men­hän­ge zu durch­leuch­ten. Dabei haben wir eine mehr oder weni­ger enge Ver­flech­tung zwi­schen Mathe­ma­ti­kern, Phy­si­kern und den Fach­leu­ten der Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung. Die mathe­ma­ti­schen Lehr­ge­bäu­de die­nen dem Auf­bau phy­si­ka­li­scher Model­le, deren nume­ri­sche Durch­rech­nung heu­te mit elek­tro­ni­scher Daten­ver­ar­bei­tung erfolgt. Die Auf­ga­be der Fach­leu­te der Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung besteht im Wesent­li­chen dar­in, für die von den Mathe­ma­ti­kern und Phy­si­kern ent­wi­ckel­ten Model­le mög­lichst brauch­ba­re nume­ri­sche Lösun­gen zu fin­den. Ein rück­wir­ken­der’Ein­fluß der Daten­ver­ar­bei­tung auf die Model­le und die phy­si­ka­li­sche Theo­rie selbst besteht ledig­lich indi­rekt in der bevor­zug­ten Anwen­dung sol­cher Metho­den, die der nume­ri­schen Lö­ sung beson­ders leicht zugäng­lich sind. Das enge Zusam­men­spiel zwi­schen Mathe­ma­ti­kern und Phy­si­kern hat sich sehr güns­tig in Bezug auf die Ent­wick­lung der Model­le theo­re­ti­scher Phy­sik aus­ge­wirkt. Das moder­ne Gebäu­de der Quan­ten­theo­rie ist weit­ge­hend rei­ne bzw. ange­wand­te Mathe­ma­tik. Es scheint daher die Fra­ge berech­tigt, ob die Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung bei die­sem Zusam­men­spiel nur eine aus­füh­ren­de Rol­le spie­len kann, oder ob auch dort befruch­ten­de Ideen gege­ben wer­den kön­nen, wel­che die phy­si­ka­li­schen Theo­rien selbst rück­wir­kend beein­flus­sen. Die­se Fra­ge ist umso berech­tig­ter, als sich in enger Zusam­men­ar­beit mit der Infor­ma­ti­ons­ver­ar­bei­tung ein neu­er Zweig der Wis­sen­schaft ent­wi­ckelt hat, näm­lich die Automatentheorie.

Zuse, K. (01/1969)

 

Verweis

Kauff­man, S. (09/1998). Der Öltrop­fen im Was­ser: Cha­os, Kom­ple­xi­tät, Selbst­or­ga­ni­sa­ti­on in Natur und Gesell­schaft. Mün­chen. Piper Ver­lag GmbH. Auf­la­ge: Sep­tem­ber 1998. ISBN-10: 3492035493. ISBN-13: 978–3492035491

Ger­hardt, M.; Schus­ter, H. (01/1995). Das digi­ta­le Uni­ver­sum: Zel­lu­lä­re Auto­ma­ten als Model­le der Natur. Braunschweig/Wiesbaden. Vieweg+Teubner Ver­lag. Auf­la­ge: 1995 (1. Janu­ar 1995). ISBN-10: 9783322850065. ISBN-13: 978–33228500

Wolf­ram, S. (02/1994). Cel­lu­lar Auto­ma­ta And Com­ple­xi­ty: Coll­ec­ted Papers. Bol­der, Colo­ra­do. West­view Press. Auf­la­ge: 1994 (21. Febru­ar 1994). ISBN-10: 9780201626643. ISBN-13: 978–0201626643

t Hooft, G. (09/2016). The Cel­lu­lar Auto­ma­ton Inter­pre­ta­ti­on of Quan­tum Mecha­nics: Fun­da­men­tal Theo­ries of Phy­sics, Band 185. Berlin/Heidelberg. Sprin­ger. Auf­la­ge: 1st ed. 2016 (13. Sep­tem­ber 2016). ISBN-10: 9783319412849. ISBN-13: 978–3319412849

Zuse, K. (01/1969). Rech­nen­der Raum: Schrif­ten zur Daten­ver­ar­bei­tung. Wies­ba­den. Vieweg+Teubner Ver­lag. Auf­la­ge: 1969 (1. Janu­ar 1969). ISBN-10: 366300810X. ISBN-13: 978–3663008101

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