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Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 3/2015

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Digitalpaket: Spezialreihe Physik-Mathematik-Technik Jahrgang 2015

Spektrum der WissenschaftSpezial Physik - Mathematik - Technik 3/2015

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Inhalte dieser Ausgabe

Mathematische Prinzipien

06Universelle Gesetze

Manche Naturgesetze gelten für eine große Vielfalt von Systemen unabhängig von den dynamischen Regeln, denen deren elementare Bestandteile gehorchen.

Prinzipien: Neuroinformatik

14Die neuronalen Netze werden erwachsen

Die aktuellen lernfähigen Computer sind dank ihrer vielschichtigen Struktur zu ungeahnten Leistungen fähig. Sie erkennen Gesichter und verbessern ihre kognitiven Leistungen.

Physiologie: Strömungsmechanik

20Der Weg zum schwimmenden Nanoroboter

Fortbewegung im Kleinen unterliegt ungewöhnlichen physikalischen Bedingungen. Wer Mikrotransportsysteme bauen will, kann von Pantoffeltierchen oder Spermatozoen lernen.

Physiologie: Molekulardynamik

28Die Geheimnisse des Lebens berechnen

Computersimulationen können komplizierte biologische Prozesse auf molekularer Ebene nachvollziehen und damit aufklären.

Physiologie: Bioinformatik

38Die simulierte Zelle

Erstmals ist es gelungen, ein vollständiges Computermodell eines einzelligen Organismus zu erstellen. Das bietet einen neuen Einblick in die Mechanismen des Lebens.

Medizin: Krebs

46Berechnung eines Tumors

Simulationen von Geweben helfen, Krebserkrankungen besser zu verstehen. Zudem liefern sie neue Therapieansätze.

Medizin: Geometrische Simulation

49Genauere Krebsdiagnose durch Fraktalanalyse

Die Bösartigkeit von Tumorzellen sicher und schnell zu erkennen, ist der Traum vieler Mediziner. Die fraktale Geometrie könnte helfen, ihn zu erfüllen.

Medizin: Parkinson

52Zittern in Zahlen

Am Bernstein Center Freiburg haben Ingenieure ein Computermodell entwickelt, das der Genese und Therapie der "Schüttellähmung" auf den Grund geht.

Physik der Welt: Statistik

58Klimarekorde

Dass sich Extremereignisse wie ungewöhnliche Hitzewellen in letzter Zeit häufen, kann man – mit Hilfe mathematischer Modelle – auf den allgemeinen Erwärmungstrend zurückführen.

Physik der Welt: Wissenschaftsgeschichte

66Ein Leben für die Turbulenz – Ludwig Prandtl

Anfang des 20. Jahrhunderts schuf der Göttinger Strömungsforscher Ludwig Prandtl die Grundlagen einer umfassenden Theorie verwirbelter Gase und Flüssigkeiten.

Physik der Welt: Weltmodell

75Computersimulationen und das Schicksal der Menschheit

"Die Grenzen des Wachstums" zeigen auch und vor allem die Grenzen der mathematischen Modellierung auf.

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Strategien gegen die weltweite Bedrohung - Tropen: Sturmmonster mit globaler Tragweite • Afrika: Rettung für ausgelaugte Ackerböden • Arktis: Warum das Meereis so schnell verschwindet

Klimaschutz - Welche Wege führen zum Ziel?

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Nie wussten wir mehr über den Klimawandel als heute. Gehandelt wird gegen die Erderwärmung jedoch eher im Schneckentempo. Was erwartet uns, und welche Lösungsansätze gibt es?

Mai 2018

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In dieser Ausgabe fragt Spektrum der Wissenschaft nach der Ökobilanz der Elektromobilität. Außerdem: Graphenproduktion im Hobbykeller, Ein Himmel voller Exoplaneten und Zeitreise durch das alte Venedig.