Zum Titelbild 05/06-2017

 

Das Titelbild zeigt 3D-gerenderte Funktionen seltsamer Attraktoren. Sie wurden mit dem Programm „Chaoscope“ berechnet und dann in 3D gerendert (d. h. die zusammengehörigen Punkte einer Rohgrafik wurden zu Flächen verbunden). Schließlich fand eine Zusammenstellung und geometrische wie farbliche Anpassung in Photoshop statt.

Anstoß für das Titelbild gab der Artikel von Hien Le „Polymer Origami“ ab Seite 230). Die dort beschriebenen Polymere unterlaufen einen Prozess der Selbstorganisation. Die Thematik dazu wurde umfangreich in dem Artikel „Emergenz: Der Funke der Schöpfung“ in CLB 11/2010 beschrieben. Auch der Artikel von Prof. Peter Bützer „Chemiker sind schöpferische Pioniere“ ab Seite 216 spricht das Thema Emergenz an.

In einem Selbstorganisationsprozess können einzelne Elemente des Systems mit gleichen Eigenschaften zufällig zusammenfinden. Unter dem Einfluss von Kontrollparametern wie zugeführter Energie oder äußeren Geometrien schließen sich ihnen dann eine Vielzahl anderer Elemente an; dies beschreibt die Synergetik. Solche Prozesse sind oft sehr empfindlich gegenüber den Anfangsbedingungen.

Diese hohe Empfindlichkeit eines synergetischen Prozesses im Hinblick auf seine Anfangsbedingungen stellt einen Anknüpfungspunkt zur Chaostheorie dar. Wenn sich etwas deterministisch chaotisch bewegt (also nicht rein zufällig; Beispiele: Brownsche Bewegung, weißes Rauschen), kann dabei dennoch quasi ein Muster im Raum auftauchen, wenn man Werte, die man aus den dieses System beschreibenden Gleichungen erhält, als Punkte in einem Raum (Phasenraum) anordnet. Trotz der Chaotik des betrachteten Prozesses (bekanntes Beispiel: Doppelpendel) ergeben alle diese Punkte ein Muster, sie scheinen sich um irgend etwas zu drehen, von etwas angezogen zu sein: von einem Attraktor. Für die Punkte im Phasenraum gesprochen bedeutet dies: Auch bei unterschiedlichen Anfangsbedingungen streben sie immer auf dieselben Bahnen zu – oder auf ähnliche Bahnen, aber immer irgendwie abweichend, mit fraktaler Geometrie; das nennt man dann „seltsamer Attraktor“.

Nach Fertigstellung des Titelbildes zeigte sich, dass es auch sehr gut die Thematik „Synthetische Biologie“ illustriert, kann man darin doch mikroskopische Strukturen der Biologie hineininterpretieren...