Die Spieltheorie ist eine mathematische Disziplin, die sich direkt aus dem Spiel ableitet. Auf der Basis von Gesellschaftsspielen (wie z.B. Schach oder Poker) modelliert die Spieltheorie die sozialen/ökonomischen Wechselwirkungen zwischen den Mitspielern. Der Zufall kann dabei eine Rolle spielen, jedoch kommt ein weiteres Element der Ungewissheit hinzu: der Spielausgang hängt nicht nur von den eigenen Entscheidungen, sondern von anderen ab, die zumeist andere Interessen haben.
In diesem Beitrag wird ein zentrales Persönlichkeitsmerkmal des Menschen behandelt, nämlich seine Intelligenz.
Der Waldökologe Gerhard Glatzel reflektiert über Klimaschutzpolitik im Allgemeinen, über Energiesparen und über die Rolle von Wäldern als Energiequelle und Kohlenstoffspeicher im Speziellen [1]. Im vorliegenden 2. Teil befasst er sich mit Energiesicherheit statt Klimaschutz und dem Dilemma des Energiesparens
Auf Grund des globalen Wachstums der Bevölkerung, des Wirtschaftswachstums, der fortschreitenden Urbanisierung und des steigenden Bedarfs an energieabhängigen Leistungen wird erwartet, daß sich der globale Energieverbrauch bis 2050 verdoppelt. Der Waldökologe Gerhard Glatzel reflektiert über Klimaschutzpolitik im Allgemeinen, über Energiesparen und über die Rolle von Wäldern als Energiequelle und Kohlenstoffspeicher im Speziellen [1].
Das Licht, das von der Sonne zur Erde gelangt, verwandelt sich zum grössten Teil in Wärme und verlässt früher oder später unseren Globus wieder. Dennoch ist die Sonnenenergie zum lebenspendenden Strom geworden, an dem – über die Nahrungskette - alle teilhaben.
Das Weizmann Institut in Rehovot (Israel) zählt zu den führenden naturwissenschaftlichen Forschungseinrichtungen der Welt. An fünf Fakultäten betreiben fächerübergreifend mehr als 2600 Wissenschafter und Techniker Grundlagenforschung. Das hier geförderte intellektuelle Potential ist der wichtigste Rohstoff eines Landes, dem natürliche Bodenschätze fehlen; seine Anwendungen haben Israel zu einem Hochtechnologie-Land gemacht. Der ursprünglich aus Wien stammende Autor, em. Prof. für Immunologie am Weizmann Institut und gegenwärtiger Generalsekretär der FEBS (Federation of European Biochemical Societies) blickt auf die Entwicklung des Instituts zurück.
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Auf Anregung eines Science-Blog Lesers vor drei Wochen startet hier eine Rubrik, die populäre Fragen rund um die Naturwissenschaften kritisch und in leicht verständlicher Sprache analysieren und zur allgemeinen Diskussion stellen möchte.
Was ist und zu welchem Ende führt Fehlverhalten in den Naturwissenschaften?1
Weltweit stehen einflußreiche Repräsentanten aus Politik und Wirtschaft am Pranger, weil sie in ihren Doktorarbeiten – zumeist in geistes- und sozialwissenschaftlichen Fächern – fremde Arbeiten plagiiert haben. Auch in den Naturwissenschaften lassen falscher Ehrgeiz und/oder eigenes Unvermögen Forscher zu Betrügern werden. Deren Verhalten ist nicht nur moralisch inakzeptabel, es stellt auch die Integrität von Forschung und deren für die Zukunft unserer Gesellschaften essentiellen Ergebnisse in Frage. Dieser Artikel analysiert, wie und in welchem Ausmaß wissenschaftliche Fälschungen zustande kommen und weist auf Initiativen im Kampf gegen den Wissenschaftsbetrug hin.
Das kürzlich am Forschungszentrum CERN in Genf entdecke Higgs-Teilchen hat die Gültigkeit des Standardmodells der Elementarteilchen erhärtet. Dieses Modell hatte als Kernstück ein das ganze Universum durchziehendes „Feld“ (Higgs-Feld) postuliert, mit dem die Elementarteilchen wechselwirken und daraus ihre Masse beziehen. Durch Zufuhr genügend hoher Energie im Teilchenbeschleuniger (Large Hadron Collider - LHC) ließen sich Störungen (Dichteschwankungen) im Higgs-Feld erzeugen, welche, als echtes Teilchen mit den für das Higgs-Teilchen geforderten Charakteristika aufschienen.
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Die sieggewohnten Naturwissenschaften sind heute dreifach bedroht. Sie kämpfen gegen den Verlust einer gemeinsamen Sprache, überbordendes Konkurrenzdenken und die Grenzen menschlicher Vorstellungskraft.
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Bei dem ursprünglich als unteilbar kleinste Einheit der Materie gedachten Atom stellte sich heraus, dass es aus einer Reihe von Elementarteilchen besteht: aus den Grundbausteinen der Atomkerne (Quarks), Leptonen (z.B. Elektronen) und Kraftteilchen (Eichbosonen), welche die Wechselwirkungen zwischen den Teilchen vermitteln. Was verschafft den Teilchen aber Masse? Welche fundamentale Rolle spielt das kürzlich entdeckte Higgs-Boson?
Bis zum Jahr 2030 wird die Zahl pflegebedürftiger alter Menschen in Österreich auf über 800.000 Personen angestiegen sein und damit die Kapazitäten professioneller Hilfs- und Pflegesysteme weit überfordern. Inwieweit ist ein Ersatz konventioneller Pflege und Betreuung durch technische Produktentwicklungen zumutbar?
Die öffentliche Empörung über Korruption und Spekulation und entsprechender medialer Druck haben nun letztendlich zu Gesetzen geführt, die evidente Missstände eindämmen sollen. Nicht minder schädlich als Korruption ist aber auch die Nichtberücksichtigung wissenschaftlicher Erkenntnisse und/oder deren missbräuchliche Anwendung durch klientel-verpflichtete Lobbyisten, wenn politische Entscheidungen zu Umwelt- und Ressourcenfragen mit potentiell gravierenden Auswirkungen für künftige Generationen getroffen werden. Derartige politische Weichenstellungen sollten von den Akademien geprüft werden, vergleichbar dem Prüfauftrag der Rechnungshöfe in wirtschaftlichen Fragen. Darüber hinaus sollten in Parteiakademien verstärkt wissenschaftliche Grundkurse angeboten werden.
2012 scheint ein Rekord-Hochwasserjahr gewesen zu sein. Hochwässer in China, Nigerien, Großbritannien. Wirbelsturm Sandy in den USA. Aber auch in Österreich standen Teile der Steiermark und Kärntens unter Wasser. Das Jahrhunderthochwasser 2002 ist noch allen in Erinnerung. Werden die Hochwässer größer? Wenn ja, warum? Und wie können wir uns vor ihnen schützen?
Altern unter positiven Aspekten aufzufassen bedeutet ein längeres Leben mit folgenden Möglichkeiten: Wahrung der Gesundheit, Aufrechterhaltung der persönlichen Sicherheit sowie aktive Teilnahme am Leben und am sozialen Umfeld. Die Weltgesundheits-organisation (WHO) hat den Begriff „Aktiv Altern“ deshalb aufgegriffen, damit der Prozess, der für das Erreichen dieser Vision erforderlich ist, greifbar wird.
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«Unsichtbarer Hunger» nach Vitaminen und anderen Nährstoffen, die wir nur in kleinsten Mengen benötigen, bedroht ein Drittel aller Menschen und tötet jährlich Millionen von Kindern. Verbesserte Nutzpflanzen könnten diesen Hunger lindern, doch Vorurteile und irrationale Ängste verhindern deren Einsatz.
Vor einem halben Jahr haben wir dargelegt, wie sich der Science-Blog innerhalb des ersten Jahres seines Bestehens entwickelt hat, wie er wahrgenommen wird, und warum wir ihn auch weiterhin als eine zeitgemäße, attraktive Möglichkeit ansehen, um naturwissenschaftliche Inhalte einer breiteren Öffentlichkeit zu kommunizieren. Unser Ziel ist es, mit dem Science-Blog größere Akzeptanz und besseres Verständnis für Naturwissenschaften in unserer Gesellschaft zu erwirken; dieses Ziel soll auch im kommenden Jahr weiter verfolgt werden.
„Holz ist der größten und nötigsten Dinge eines in der Welt, des man bedarf und nicht entbehren kann.“ (Martin Luther, 1532). Seit den frühesten Epochen dient Holz als Baumaterial für die verschiedenartigsten Konstruktionen, seine mechanischen Eigenschaften werden allerdings auch heute noch überwiegend empirisch, in langwierigen Testreihen, ermittelt. Mikromechanische Modelle von Holz machen die Materialeigenschaften berechenbar und ermöglichen es, das volle architektonische und konstruktive Potential von Holz auszuschöpfen.
Viele Behauptungen zur nahen Klimakatastrophe sind kurzsichtig. Wir können aber den CO2-Pegel nicht beliebig erhöhen, müssen langfristig aufhören, fossilen Kohlenstoff freizusetzen. Eine Beschleunigung des Ausstiegs aus den fossilen Brennstoffen ist schwierig, weil diese zu billig sind. Wir brauchen andere, wettbewerbsfähige Energieträger.
Genügt es, wenn Professoren nur Fachwissen vermitteln? Sollten sie nicht vielmehr junge Menschen dazu ermuntern, unabhängig zu denken, sich von anerzogenen Vorurteilen zu befreien und Antworten auf die grossen Fragen zu finden - Fragen nach unserem Dasein und dem Wesen der materiellen und geistigen Welt? Gedanken eines Vermittlers von Wissenschaft par excellence, der auch hochkomplexe Zusammenhänge in einfachen, für Laien verständlichen Worten darzustellen vermag.
Die Spieltheorie ist eine mathematische Disziplin, die sich direkt aus dem Spiel ableitet. Auf der Basis von Gesellschaftsspielen (wie z.B. Schach oder Poker) modelliert die Spieltheorie die sozialen/ökonomischen Wechselwirkungen zwischen den Mitspielern. Der Zufall kann dabei eine Rolle spielen, jedoch kommt ein weiteres Element der Ungewissheit hinzu: der Spielausgang hängt nicht nur von den eigenen Entscheidungen, sondern von anderen ab, die zumeist andere Interessen haben.
Unser Organismus reagiert auf ein Implantat, indem er um diesen Fremdkörper eine zarte und weiche Kapsel aus Bindegewebe aufbaut und ihn damit im umgebenden Gewebe verankert. Allerdings kann daraus in Folge einer verstärkten Körperreaktion eine exzessive, krankhafte Vermehrung und Verhärtung des Bindegewebes – eine sogenannte Fibrose - entstehen. Die Grundlagen für die Entstehung und Entwicklung derartiger Fibrosen werden hier am Beispiel der relativ häufig an Silikon-Brustimplantaten auftretenden Komplikation „Kapselfibrose“ aufgezeigt.
Von allen Wissenschaften ist sicher die Mathematik dem Spiel am nächsten verwandt und es leiten sich mindestens zwei wichtige mathematische Disziplinen - Wahrscheinlichkeitstheorie und Spieltheorie - direkt und unmittelbar aus dem Spiel ab. Mathematische Axiome entsprechen Spielregeln; es ist die freiwillige Festlegung auf Regeln, welche nicht nur das Spielen ermöglicht, sondern auch die Kooperation, also das Gesellschaftswesen Mensch schafft.
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Eine gleichzeitige Optimierung mehrerer Kriterien ist komplex und führt zu einer Vielzahl an nicht-vergleichbaren Ergebnissen. Entscheidungen hinsichtlich dieser Ergebnisse müssen dann an Hand weiterer Kriterien getroffen werden. Allerdings sind rigorose Formalismen zur Optimierung im praktischen Leben häufig nutzlos, wenn Entscheidungen rasch und daher mit begrenzter Rationalität zu treffen sind.
Bakterienzellen besitzen zwar nur rund ein Tausendstel des Volumens unserer Körperzellen, ihre Zahl in und auf unseren Körpern ist aber zehn mal so hoch wie jene, und sie tragen beträchtlich zu unserer Gesundheit bei. Mehr als 10 000 Arten von Bakterien bewohnen unsere Körper, wobei der Großteil in unserem Verdauungstrakt residiert und eine bedeutende Rolle in der Umsetzung und Aufnahme von Nährstoffen spielt. Es gehen aber auch essentielle Bestandteile unserer Zellen – die Mitochondrien - ursprünglich auf Bakterien zurück und wurden zu einem Charakteristikum eukaryotischer Zellen.
„Die Wissenschaft übertrifft Hollywood“ titelte die New York Times im März 1995, als Walter Gehring mit dem Gen Pax6 den Hauptschalter in der Entwicklung des Auges entdeckt hatte und dessen Funktion durch die Generierung zusätzlicher Augen auf unterschiedlichen Körperteilen der Taufliege bewies. Spätere Untersuchungen Gehrings ergaben, daß das Pax6-gesteuerte Augenentwicklungsprogramm ein universelles, bei allen Tieren von den Plattwürmern bis zu den Säugetieren, vorliegendes Prinzip darstellt, der Ursprung all der unterschiedlichen Augentypen also vom selben Prototyp ausgeht.
Pflanzen fangen mit Hilfe von Farbstoffen das Sonnenlicht ein und verwandeln dieses in Energie, welche sie zur Synthese organischer Baustoffe aus Kohlendioxyd und Wasser – der Photosynthese – befähigt. Die neuentwickelte Farbstoffsolarzelle (nach ihrem Erfinder „Graetzel-Zelle“ benannt) ahmt diesen Prozeß nach, indem sie mittels eines organischen Farbstoffes Sonnenlicht absorbiert und in elektrischen Strom umwandelt.
In einem am 9. Oktober erschienenen Nachruf bezeichnet „Der Spiegel“ Reinhard Böhm als österreichischen Vater der Klimaforschung sowie einen der bedeutendsten Klimaforscher der Welt und charakterisiert ihn in äußerst treffender Weise: „Seine kritische Haltung widersprach oftmals der gerade modernen Meinung zu Umweltthemen ... er sprach jeder Art ideologischer, voreingenommener Wissenschaft sein Misstrauen aus.” In unserem Blog soll Reinhard Böhm noch einmal gehört werden: seine Ansichten zur Klimahysterie, aber auch ganz allgemein zum Wissenschaftsbetrieb in Österreich.
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Die Evolution verläuft nach Regeln, die von einfacheren zu immer komplexeren neuen Lebensformen führen. Unglaublich viele dieser Lebensformen sind auf dem Weg bis zu uns Menschen bereits ausgestorben. Wie dieser Weg weitergeht, ist für uns nicht voraussehbar.
Sonnenlicht ist eine unerschöpfliche Energiequelle, welche die Natur schon sehr früh mit Hilfe des grünen Sonnenkollektors Chlorophyll in verwertbare Energie umzuwandeln gelernt hat.
Lise Meitner hat, nachdem sie als zweite Frau vor mehr als hundert Jahren an der Universität Wien in Physik promovierte, die wissenschaftliche Laufbahn eingeschlagen und grundsätzliche Beiträge zum Verständnis des Aufbaus von Atomkern, Atomhülle und der Vorgänge beim radioaktiven Zerfall geleistet. Lise Meitner ist ein herausragendes Beispiel dafür, dass - auch für Frauen und unter schwierigsten Bedingungen - naturwissenschaftliche Begabung gepaart mit Enthusiasmus und enormem Einsatz zu Erfolg und Ruhm führen kann.
