Von Zahlen, Menschen und Maschinen (eBook)

Die Geheimnisse der Mathematik von Pythagoras bis zum Quantencomputer | Wie Mathematik unseren Alltag bestimmt

Prof. Dr. Christian Hesse (Autor)

eBook Download: EPUB

2024 | 1. Auflage
224 Seiten
Verlagsgruppe Droemer Knaur
978-3-426-44760-4 (ISBN)

Infos

Wer ist schlauer, Mensch oder Maschine? Mathematik-Professor Christian Hesse bringt uns die faszinierende Welt der Zahlen näher. Kann künstliche Intelligenz auch Humor kalkulieren? Und wer ist besser, wenn es um die kreative Lösung mathematischer Probleme geht, Mensch oder Maschine?  Mathematikprofessor und Zahlenverehrer Christian Hesse zeigt in seinem neuen Buch, wie sehr Mathematik unsere Welt bestimmt. Vom alten Babylon bis heute funktioniert ohne Algorithmen gar nichts und auch die Zukunft der Künstlichen Intelligenz wird von der Mathematik bestimmt. Hesse zeigt anhand überraschender Mathematikphänomene unterhaltsam und zugänglich, wie die Gleichungen funktionieren, die unseren Alltag bestimmen. Ein Buch zum Staunen, Lachen und Mitknobeln, das selbst Mathemuffel in den Bann ziehen wird. Auf den Spuren der Mathematik Wussten Sie beispielsweise, dass Ameisen den kürzesten Weg zum Futter über Pheromonspuren miteinander teilen, die sich in Algorithmen ausdrücken lassen? Diese kleinen Tiere sind so mathematikdurchdrungen, dass sich mit den Gleichungen hinter ihrem Verhalten sogar Logikrätsel lösen lassen. Egal ob im bei Rätseln im alten Babylon, bei der Bestimmung der Kreiszahl PI, oder beim Maschinenlernen - ohne Mathematik funktioniert unsere Welt nicht. Das große Knobeln: Menschliche Kreativität gegen algorithmische Präzision Hesse entführt die Leser*innen in die unendlichen Weiten der Variablen, Vektoren und Matrizen, lädt zum Knobeln ein und zeigt, wo die menschliche Intelligenz am Ende doch die maschinelle austrickst. Ein Buch zum Staunen, Lachen und Miträtseln.

Christian Hesse, geboren 1960, ist Professor für Mathematik an der Universität Stuttgart. 2010 beriet er das Bundesverfassungsgericht als Sachverständiger zum Thema »Wahlmathematische Aspekte des Bundeswahlgesetzes«. Bekannt wurde Hesse als Autor populärer Sachbücher über Mathematik und Schach, u.a. Von Glückszahl bis Geheimzahl (Droemer 2020, gemeinsam mit Karsten Schwanke), Alles kein Zufall! (Droemer 2021) und zuletzt Schachgeschichten (Droemer 2022, gemeinsam mit Frederic Friedel).

Textauszug

Die Mutter der Informatik

Sie war eine Frau. Geboren wurde sie vor 200 Jahren als Adelige. Angesichts der kulturellen Gegebenheiten jener Zeit gab es deshalb für sie nur eine Bestimmung: Kinder bekommen, und zwar möglichst viele. Doch sie widersetzte sich diesen Erwartungen. Und ging in die Geschichte ein.

Am 10. Dezember 1815 wurde in London Hon. Augusta Ada Byron geboren, heute besser bekannt unter dem Namen Ada Lovelace. In den Informatik-Fachkreisen dieser Welt ist sie eine Berühmtheit.

Zwar denken viele Menschen, wenn sie die Gilde der Informatiker betrachten, wohl zuerst an Männer wie Alan Turing, auf den der Turing-Test zurückgeht, oder an Konrad Zuse, der den ersten funktionsfähigen Computer erfand. Doch die erste Programmiererin (m/w/d) der Weltgeschichte war Ada Lovelace.

Denn sie war der erste Mensch, der für eine nur im Entwurf vorliegende und nie gebaute Rechenmaschine das erste Programm entwickelte. Das ist mehr als genug, um unsterblich zu werden.

Dabei waren die Anfänge gar nicht einmal so vielversprechend. Ada Lovelace war die Tochter von Anne Isabella Noel-Byron, 11. Baroness Wentworth, und dem schon damals berühmten englischen Dichter Lord Byron, der die Familie verließ, noch bevor Ada ein Jahr alt war.

Wenig angetan von der schwärmerischen und romantischen Denk- und Wesensart ihres Ex-Ehemanns, sorgte Adas Mutter gegen alle Konventionen für eine streng mathematisch-naturwissenschaftliche Ausbildung ihrer Tochter.

Die erhielt sie durch Privatunterricht. Einer ihrer Lehrer war der bekannte Logiker Augustus De Morgan, Professor an der Universität London.

Schon früh schätzte der namhafte Wissenschaftler Adas mathematisches Talent so hoch ein, dass er sie für fähig hielt, eigenständig mathematische Forschungen durchzuführen.

Wie damals üblich, heiratete Ada schon recht früh. Mit neunzehn wurde sie die Frau von William King, der drei Jahre später zum Earl of Lovelace ernannt wurde. So wurde aus Ada King über Nacht Lady Lovelace. Ihr Mann unterstützte die Begeisterung seiner Frau für mathematische Themen außerordentlich. So trat er der Gelehrtengesellschaft der Royal Society nur aus einem einzigen Grunde bei: um für seine talentierte Ehefrau wissenschaftliche Arbeiten in der dortigen Bibliothek abzuschreiben. Denn Frauen war es zu jener Zeit nicht nur verwehrt, an einer Universität zu studieren, sondern sogar, eine Bibliothek zu besuchen.

Ein wichtiger Schlüsselmoment in Adas Leben war es, als sie mit 17 Jahren dem Mathematiker und Ingenieur Charles Babbage begegnete, mit dem sich ein jahrelanger reger Briefwechsel über hochgeistige Themen entwickelte. Babbage arbeitete damals schon an seiner sogenannten Difference Machine, einer Rechenmaschine, die für die Durchführung von Additionen vorgesehen war.

Noch vor ihrer Fertigstellung begann Babbage, assistiert von Ada Lovelace, mit der Planung der noch mächtigeren Analytical Engine, die für alle vier Grundrechenarten ausgelegt war. Im Entwurf bestand sie aus rund 50000 Einzelteilen, hatte weit gewaltigere Ausmaße als ein großes Zimmer und sollte mit einer Dampfmaschine angetrieben werden.

Als Babbage 1842 in Italien einen Vortrag über die Maschine hielt, verfasste einer der Zuhörer eine Beschreibung ihrer Funktionsweise. Ada Lovelace übersetzte 1843 dieses Manuskript ins Englische und bereicherte es um eigene Gedanken, die sie in mehreren detaillierten Notizen festhielt.

In ihrer legendären Notiz G entwickelte Ada Lovelace ein Programm, mit dem die bisher nur konzipierte, aber noch nicht funktionsreife Rechenmaschine eine komplizierte Folge von Zahlen, die sogenannten Bernoulli-Zahlen, schrittweise würde berechnen können. Das Programm kündigte sie in einem Brief an, den sie im Juli 1843 an Babbage schrieb: »Ich arbeite sehr hart für Sie, in der Tat wie der Teufel (der ich vielleicht bin) … Ich möchte in einer meiner Notizen etwas schreiben über Bernoullis Zahlen. Dies als Beispiel, wie eine rekursiv definierte Funktion durch die Maschine berechnet werden kann, ohne zuvor schon von menschlichen Köpfen und Händen ausgearbeitet worden zu sein …« Die daraus später entstehende wissenschaftliche Arbeit veröffentlichte Ada Lovelace in The Ladies Diary or Woman’s Almanack, einer 1704 gegründeten Frauenzeitschrift.

Das Besondere an dieser Zeitschrift war, dass sie sich neben Beiträgen, die sich mit dem Königshaus, Kosmetiktipps und medizinischen Ratschlägen befassten, intensiv auch mit mathematisch-naturwissenschaftlichen Themen und Problemstellungen beschäftigte. Diese Artikel wurden von der Leserschaft begeistert aufgenommen, obwohl sie teilweise nur mit Mühe zu verstehen waren.

Ein Beispiel ist das folgende Problem XXI aus der Ausgabe von 1711, das als neunzehnzeiliges Gedicht ausformuliert ist:

Ein Mann begegnet einer Schafherde, die von mehreren Schäferinnen gehütet wird, und fragt, wie viele Schafe es denn sind. Eine der Schäferinnen antwortet ihm: »Wenn wir die Herde zu gleichen Teilen unter uns Schäferinnen aufteilen, dann bekommt jede von uns doppelt so viele Schafe, wie wir insgesamt Schäferinnen sind. Und ferner: Wenn Sie für eine von uns Schäferinnen 1 Schaf zählen, für eine andere 2 Schafe, für die dritte 4 Schafe, für die vierte 8 Schafe und so jeweils verdoppeln, dann erhalten Sie bei der letzten Schäferin eine Zahl, die genau gleich der Anzahl von Schafen in der Herde ist.« Wie groß war die Herde? (Die Lösung verrate ich am Ende dieses Kapitels.)

Ada Lovelace kann also zu Recht als die Urmutter der Informatik angesehen werden. Soweit die Erinnerung. Damit verbunden liegt mir etwas Wichtiges und Dringendes am Herzen: Heutzutage ist die Informatik bei uns in Deutschland stark von Männern dominiert. Der Frauenanteil unter Erstsemestern liegt bei nur rund 20 Prozent, ähnlich wie in vielen anderen hoch entwickelten Gesellschaften.

Viel höher ist der Frauenanteil in der Informatik dagegen in den arabischen Ländern, den industriell halb entwickelten Ländern Südamerikas und in vielen Entwicklungsländern, wo der Frauenanteil teilweise den der Männer übertrifft.

Auch in Deutschland war die Männerdominanz nicht immer so eklatant: Während des Zweiten Weltkriegs führten viele Frauen Programmier- und andere Computertätigkeiten aus und ersetzten so die zum Kriegsdienst eingezogenen Männer.

Im gesamten Bereich der MINT-Disziplinen, also Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik, sind Frauen bei uns immer noch stark unterrepräsentiert. Das liegt zu einem wichtigen Teil an weitverbreiteten, unzutreffenden und wissenschaftlich widerlegten Klischees, nach denen Frauen angeblich weniger talentiert für diese »harten und einflussreichen« Disziplinen sind.

Auch werden im deutschsprachigen Raum Mädchen vielfach nicht ermutigt, naturwissenschaftlich-mathematische Berufe zu wählen, selbst wenn sie in jungen Jahren Talent dafür zeigen. Ferner schadet diesen Disziplinen ihr nerdiges Image. Das schreckt viele junge Frauen ab, weil sie befürchten, als »unweiblich« abgestempelt zu werden.

Diese gesellschaftlichen Vorurteile und Stereotype müssen dringend beseitigt werden. Die technisierte Welt des 21. Jahrhunderts hat einen Komplexitätsgrad erreicht, der nur gemeistert werden kann, wenn die nötigen Kompetenzen von mehr Männern und Frauen erworben werden.

Wir brauchen also dringend mehr Frauen in Führungspositionen in den MINT-Disziplinen. Frauen, zu denen junge Mädchen aufschauen können. Frauen wie Ada Lovelace.

(Die Lösung: Es sind 128 Schafe.)

Runde Zahlen  …

… für normale Menschen: 10, 100, 1000

… für Lebensmitteleinzelhändler: 99 Cent, 3,99 Euro, 19,95 Euro

… für Fußballer 11, 45, 90

… für Elektriker 9, 12, 220

… für Informatiker 8, 1024, 65536

… für Mathematiker π, e, i, √2, ln2

… für Quantenphysiker 1,9 ∙ 10–19, 6,02 ∙ 1023, 6,6 ∙...

Produkt-Details

• Erscheint lt. Verlag: 1.8.2024
• Verlagsort: München
• Sprache: deutsch
• Themenwelt: Sachbuch/Ratgeber ► Natur / Technik ► Naturwissenschaft
• Themenwelt: Technik
• Schlagworte: Algorithmen • Alltagsmathematik • büche über ki • ChatGPT • Geschenkbuch Mathematik • Geschenk Mathebuch • geschenk mathelehrer • Geschenk Mathematik • Geschenk Sachbuch • Gleichungen • KI • KI-Algorithmen • KI Buch • KI verstehen • Knobelaufgaben • Knobeln • Künstliche Intelligenz • Lineare Gleichungen • Maschinenlernen • Mathe • Mathe einfach erklärt • Mathe Geschichten • Mathe im Alltag • mathe knobeln • Mathematik • Mathematik im Alltag • Mathematik Professor • Mathematik Rätsel • Mathematik Spaß • Mathematik verstehen • Mathematische Rätsel • Mathe verständlich • Neuronale Netze • populärwissenschaftliche bücher • Rätselbuch • Sachbuch Mathematik • Spaß mit Mathe • Vektoren • Welt der Zahlen • Wissenschaft • zukunft der künstlichen intelligenz
• ISBN-10: 3-426-44760-6 / 3426447606
• ISBN-13: 978-3-426-44760-4 / 9783426447604