ISBN: 3-540-65329-5
TITLE: Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik in Natur und Gesellschaft
AUTHOR: Mainzer, Klaus (Hrsg.)
TOC:

Teil I. Einfhrung
Komplexe Systeme und Nichtlineare Dynamik in Natur und Gesellschaft
Klaus Mainzer 3
1 Vom linearen zum nichtlinearen Denken 3
2 Komplexe Systeme in der Physik 6
3 Komplexe Systeme in der Chemie 9
4 Komplexe Systeme in der Biologie 11
5 Komplexe Evolution in der Informatik 13
6 Komplexe Systeme in Gehirnforschung und Neuroinformatik 18
7 Komplexe Systeme in Medizin und Psychologie 21
8 Komplexe Systeme in Soziologie und konomie 23
9 Perspektiven fr Wissenschaft, Technik und Kultur 25
Literatur 28
Synergetik:Vergangenheit, Gegenwart, Zukunft Hermann Haken 30
1 Einleitung 30
2 Vor 25 Jahren: Die Suche nach vereinheitlichenden Gesetzen in Natur und Gesellschaft 30
3 Synergetik heute: Komplexe Systeme 33
4 Verschiedene Wurzeln 38
5 Chaos und Ordnung 40
6 Die Zukunft 41
7 Anhang I. 43
8 Anhang II 43
Literatur 45
Teil II. Physikalische Systeme Chaos(-Theorie) in der Physik: Wo stehen wir?
Siegfried Gromann 49
Nichtlineare Dynamik in der Physik: Forschungsbeispiele und Forschungstrends
Jrgen Kurths, Norbert Seehafer und Frank Spahn 52
1 Einleitung 52
2 Kontinuierliche dynamische Systeme und astrophysikalischer Magnetismus 53
3 Planetare Ringe: Granulare Gase im All 63
4 Nichtlineare Analyse von Erdbebendaten 68
Literatur 71
Nichtlineare Zeitreihenanalyse in der Physik: Mglichkeiten und Grenzen
Holger Kantz 74
1 Einleitung 74
2 Nichtlineare Zeitreihenanalyse und ihre Grenzen 76
3 Anwendungen nichtlinearer Zeitreihenanalyse 80
4 Ausblick 86
Literatur 88
Was ist Komplexitt?
Eiichi Ryoku Nakamura und Takashi Mori 89
1 Standardszenario des Selbstordnens komplexer Systeme 89
2 Zwei Arten komplexer Systeme 91
3 Ein Beispiel komplexer Systeme der zweiten Art: Regel-verndernde zellulre Automaten 93
Literatur 99
Teil III. Chemische und Biologische Systeme
Vom Einfachen zum Komplexen: Bildung von chemischen Strukturen
Achim Mller und Paul Kgerler 103
1 Einleitung 103
2 Verknpfung von Baueinheiten unter Selbstaggregationsbedingungen 103
3 Der Weg vom Mikro- in den Mesokosmos 105
4 Templatgesteuerte Verknpfungen fhren zu Komplementaritt zwischen Templat und Reaktionsprodukt 107
5 Auf dem Weg zu immer greren Gebilden, auch solchen mit emergenten Eigenschaften 109
6 Molekulares Wachstum zu Komplexitt als Folge von Symmetriebruch und Rckkopplung 110
7 Das molekulare "Riesenrad": Multifunktionalitt und Emergenz 112
8 Ausblick 115
Literatur 115
Beherrschung von Komplexitt in der molekularen Evolution
Peter Schuster 117
1 Evolution und Landschaften 117
2 Gradientendynamik 122
3 Evolution von RNA-Moleklen 123
4 RNA-Phnotypen und Gestaltraumberdeckung 125
5 Neutrale Netzwerke 130
6 Optimierung auf kombinatorischen Landschaften 134
7 Abschlieende Bemerkungen 137
8 Epilog und Ausblick 139
Literatur 141
Nichtlineare Selbstverstrkung: Die treibende Kraft in der biologischen Musterbildung
Hans Meinhardt 146
1 Die Embryonalentwicklung  komplex und doch reproduzierbar 146
2 Primre Musterbildung durch lokale Selbstverstrkung und langreichweitige Inhibition 148
3 Morphogenetische Gradienten 150
4 Regeneration 151
5 Gen-Aktivierung: molekular-genetische Analog-Digital-Konvertierung 151
6 Segmentierung und Muster innerhalb von Segmenten 154
7 Kontrollierte Nachbarschaft: Zellzustnde, die sich lokal ausschlieen und sich langreichweitig aktivieren 156
8 Anlage der Gliedmaen: Bildung neuer Strukturen an den Grenzen verschiedener Gen-Aktivitten 157
9 Die Bildung netzartiger Strukturen 159
10 Die Bildung von Pigmentmustern auf Schnecken- und Muschelschalen 161
11 Schlubetrachtung 164
Literatur 164
Teil IV. Kognitive Systeme
Objekterkennung in einem selbstorganisierenden neuronalen System
Laurenz Wiskott und Christoph von der Malsburg 169
1 Einleitung 169
2 Das System 172
3 Experimente 180
4 Diskussion 183
5 Danksagungen 186
Literatur 186
Physikalische Komplexitt und kognitive Strukturerkennung
Michael A. Stadler und John-D. Haynes 189
1 Einleitung 189
2 Strukturbildung und Gestaltgesetze 192
3 Strukturerzeugung durch Nichtlinearisierung 194
4 Struktursensibilitt 196
5 Strukturverstrkung durch Prgnanztendenzen 200
6 Lernabhngigkeit der Strukturbildung 203
Literatur 205
Synergetische Lehr-Lernprozesse des Bewegungssystems
Karl-Heinz Leist 207
Literatur 219
Teil V. Medizinische Systeme
Biomedizinische Zeitreihen: Mglichkeiten und Grenzen
Zbigniew J. Kowalik und Theodor Leiber 223
1 Zur Genese biomedizinischer Zeitreihen 223
2 Der Mensch als biomedizinische Signalquelle 226
3 Die Methoden der Signalanalyse 226
4 Physiologische Fragestellungen 228
5 Beispiele und Analysen biomedizinischer Zeitreihen 231
6 Methodische Probleme der Analyse biomedizinischer Zeitreihen 239
7 Zusammenfassung und Ausblick 243
Literatur 244
Dynamische Krankheiten:Neue Perspektiven der Medizin
Uwe an der Heiden 247
1 Einfhrung: Geschichtliches 247
2 Der Organismus als ein selbsterzeugendes und selbsterhaltendes dynamisches System 248
3 Die zirkulre Organisation der Blutbildung 250
4 Ein Beispiel mit vielen Bifurkationen und Chaos: Ein mathematisches Modell fr den neuronalen Ursprung von Epilepsien 255
5 Dynamische Krankheit und dynamische Gesundheit  Konzept und Strategie 261
Literatur 262
Teil VI. Psychologische Systeme
Nichtlineare Dynamik und das "Unerwartete" in der Psychiatrie
Hinderk Meinerf Emrich, Franz Markus Leweke und Udo Schneider 267
1 Einleitung 267
2 Hippocampale Comparatoren und die Neuropsychologie der Angst 269
3 Das "Unerwartete" in der Psychose 270
Literatur 278
Selbstorganisation in psychischen und sozialen Prozessen: Neue Perspektiven der Psychotherapie
Gnter Schiepek 280
1 Das "Problem der Ordnung": Synergetik in der Psychologie 280
2 Entscheidung als Musterbildungsproze 284
3 Psychotherapie: Selbstorganisierter Ordnungswandel 288
4 Der Nachweis von Selbstorganisation in der Psychologie 295
5 Exemplarische empirische Befunde zu Ordnungs-Ordnungs-bergngen 298
Literatur 313
Teil VII. Soziale Systeme
Dynamische Modelle komplexer sozialer Systeme: Was leisten Computersimulationen?
Klaus G. Troitzsch 321
1 Die Anwendung mathematischer Modelle und von Computersimulation in den Sozialwissenschaften 321
2 Stochastische Prozesse als Modelle sozialer Prozesse 322
3 Whlereinstellungen als nichtlinearer stochastischer Proze 322
4 berwindung der Geschlechtertrennung in Lehrerkollegien an Schulen als nichtlinearer stochastischer Proze 326
5 Mehrebenenmodellierung 327
6 Entstehung von Kooperation 328
7 Das Modell von Kirk und Coleman: Paarbildung in Dreier-Gruppen 331
8 Zellulre Automaten 334
9 Ausblick 336
Literatur 337
Das Modellierungskonzept der Soziodynamik: Was leistet die Synergetik?
Wolfgang Weidlich 339
1 Das Ziel der Soziodynamik 339
2 Die Schritte der Modellierung 339
3 Ein Beispiel: Die Migration zweier wechselwirkender Populationen in zwei Regionen 342
Literatur 347
Der Umgang mit Unsicherheit: Zur Selbstorganisation sozialer Systeme
Gnter Kppers 348
1 Selbstorganisation: Die Kopplung von Umweltstruktur und Systemdynamik 351
2 Die Selbstorganisation des Sozialen 354
3 Innovationsnetzwerke 358
4 Die Simulation von Innovationsnetzwerken 362
5 Ergebnisse 365
6 Zusammenfassung 370
Literatur 371
Teil VIII. konomische Systeme
Nichtlineare Dynamik in der konomie
Hans-Walter Lorenz 375
1 Einleitung 375
2 Periodische Muster in konomischen Modellen 377
3 Chaos in konomischen Modellen 384
4 Theoretische Komplexitt und die "Wirklichkeit" 390
5 Zusammenfassung 395
Literatur 397
Fraktale Geometrie von Brsenzeitreihen: Neue Perspektiven konomischer Zeitreihenanalysen
Carl J.G. Evertsz, Ralf Hendrych, Peter Singer und Heinz-Otto Peitgen 400
1 Fraktale Geometrie 400
2 Die fraktale Geometrie von Aktienkursen 402
3 Anhang 416
Literatur 416
Teil IX. Innovative Systeme
Komplexe Systeme und lernende Unternehmen
Franz Josef Radermacher 423
1 Einordnung des Themas in die aktuelle Debatte 424
2 Fragen zur Organisation von Wissen und Systemen 428
3 Konkrete Anforderungen und Vorgehensweisen fr ein Wissensmanagement von Unternehmen 438
4 Zusammenfassung und Ausblick 444
Literatur 445
Evolutions- und Innovationsdynamik als Suchproze in komplexen adaptiven Landschaften
Werner Ebeling, Andrea Scharnhorst, Miguel A. Jimnez Montao und Karmeshu 446
1 Einleitung 446
2 Populationen als Einheiten der Evolution  verschiedene Modelltypen 452
3 Innovationsdynamik von Technologien  diskrete und kontinuierliche Beschreibung 460
4 Zusammenfassung und Ausblick 466
Literatur 469
Index 475
END
