Zellulärer Automat und zelluläres Energiesystem

Literatur zu zellulären Konzepten und Modellen

Zellulaerer Automat
Zellulärer Automat, copyright by Sergio Martínez from Austin, US [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], via Wikimedia Commons

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.

Zitat der zuge­hö­ri­gen Rezen­si­on auf Amazon.de:

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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

Über Andreas Kießling 105 Artikel
Andreas Kießling hat in Dresden Physik studiert und lebt im Raum Heidelberg. Er beteiligt sich als Freiberufler und Autor an der Gestaltung nachhaltiger Lebensräume und zugehöriger Energiekreisläufe. Dies betrifft Themen zu erneuerbaren und dezentral organisierten Energien. Veröffentlichungen als auch die Aktivitäten zur Beratung, zum Projektmanagement und zur Lehre dienen der Gestaltung von Energietechnologie, Energiepolitik und Energieökonomie mit regionalen und lokalen Chancen der Raumentwicklung in einer globalisierten Welt.

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