Spektrum Spezial Physik - Mathe - Technik 3/2015

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.