Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Tropische Geometrie: Das Skelett der Amöbe

Jüngst entstand ein neues Fachgebiet, bei dem Mathematiker geometrische Objekte so stark verändern, dass nur ein »Skelett« der eigentlichen Form zurückbleibt. Dennoch behalten die Strukturen viele ihrer ursprünglichen Eigenschaften bei – wodurch sie unerwartete Geheimnisse offenbaren.
Diagramm einer roten Kurve, die eine asymptotische Form aufweist und sich in vier Richtungen erstreckt. Die Kurve verläuft entlang eines Koordinatensystems mit schwarzen Pfeilen, die die x- und y-Achse darstellen. Eine blaue Linie verläuft diagonal durch den Ursprung und schneidet die Kurve. Die Form der Kurve erinnert an eine Hyperbel, die sich in die positiven und negativen Bereiche der Achsen erstreckt.

Wenn man ein kompliziertes mathematisches Problem lösen möchte, erweist sich der direkte Weg manchmal als schwierig. In diesen Fällen lohnt es sich, vom gewohnten Pfad abzuweichen und einen Umweg in Kauf zu nehmen.

In einer solchen Situation befand sich Gerolamo Cardano im 16. Jahrhundert. Damals biss er sich an der Lösung kubischer Gleichungen die Zähne aus. Doch irgendwann kam ihm eine zündende Idee, welche die moderne Mathematik auf ungeahnte Weise prägen sollte: Er führte während seiner Berechnungen Wurzeln aus negativen Zahlen ein – heute sind sie als imaginäre Zahlen bekannt. Er maß ihnen keine besondere Bedeutung bei, sie halfen ihm aber, die kniffligen Aufgaben zu lösen. Inzwischen haben sich komplexe Zahlen, die sich aus reellen und imaginären Zahlen zusammensetzen, als so wichtig herausgestellt, dass viele aktuelle Fortschritte der Naturwissenschaften ohne sie nicht denkbar wären.

Die tropische Geometrie ist ein weiteres Beispiel für einen zielführenden Umweg. Sie entstand in den 1980er Jahren und ist inzwischen zu einem aktiven Forschungsfeld herangewachsen, das auch andere mathe­matische Bereiche beeinflusst. Einer der größten Nutz­nießer dieser Entwicklung ist die algebraische Geometrie. Wie Mathematiker feststellten, kann es sich in diesem Gebiet lohnen, einen Schlenker über die tropische Geometrie zu machen …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Wer löst das Navier-Stokes-Problem – Mensch oder KI?

Spektrum der Wissenschaft – SdW 8/2026 Das Ende der Unendlichkeit

Eine Gruppe von Mathematikern fordert, das Unendliche aus der Mathematik zu verbannen – eine Position, die viele Fachleute für unhaltbar halten. Unser Titelthema beleuchtet die radikalen Thesen der Ultrafinitisten und die Kritik daran. Außerdem: Eine neue Theorie verleiht der Raumzeit eine faszinierende, nichtperiodische Ordnung – ähnlich wie bei Quasikristallen. Ein weiterer Beitrag mahnt vor den Folgen, wenn künstlich erzeugtes, spiegelbildliches Leben auf natürliche Organismen trifft. Und wir fragen: Könnte die Wiederbelebung ausgestorbener Arten tatsächlich der Artenschutz der Zukunft sein?

Spektrum - Die Woche – Warum der Ball der Fußball-WM gar nicht so rund ist

Der »rundeste Ball aller Zeiten« für die Fußball-WM 2010 verhielt sich zum Leidwesen der Spieler, nicht so wie sie es gewohnt waren. Lesen Sie warum perfekte Kugeln nicht immer von Vorteil sind und welche Bedenken der aktuelle, von einem Tetraeder abgeleitete, WM-Ball »Trionda« aufwirft.

  • Quellen

Gathmann, A., Markwig, H.:The Caporaso-Harris formula and plane relative Gromov-Witten invariants in tropical geometry. Mathematische Annalen 338, 2007

Gelfand, I. M. et al.:Discriminants, Resultants, and Multidimensional Determinants. Springer Science + Business Media, 1994

Itenberg, I. et al.:A Caporaso-Harris type formula for Welschinger invariants of real toric Del Pezzo surfaces. Commentarii Mathematici Helvetici 84, 2009

Jensen, D., Payne, S.:On the strong maximal rank conjecture in genus 22 and 23. ArXiv math/0005163, 2018

Kontsevich, M.:Enumeration of rational curves via torus actions. ArXiv hep-th/9405035, 1994

Rau, J.:A first expedition to tropical geometry. Vorlesungsnotizen, 2017

Viro, O.:Dequantization of real algebraic geometry on logarithmic paper. ArXiv math/0005163, 2000

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.