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Math Bytes

mathbytes

Math Bytes
Google Bombs, Chocolate-Covered Pi, and Other Cool Bits in Computing

Tim Chartier
Princeton Univers. Press (2. Mai 2014), 16,85 €

ISBN-10: 0691160600
ISBN-13: 978-0691160603

Was soll man unter Math Bytes verstehen? Ein byte ist doch die Zusammenfassung von 8 bit (= binary digit: 0 oder 1). Ein math byte ist dann wohl ein wenig mehr als ein bit of mathematics. Oder handelt es sich eher um math bites, also um mathematische (Lecker-)Bissen, wie das Umschlagbild nahelegt? Wie im Vorwort ausgeführt, geht es dem Autor darum... to give the reader a good taste for computing and mathematics, was wohl beide Interpretationen zulässt – und tatsächlich erfüllt das Buch sicherlich beide Ansprüche.

Es fällt sofort auf, dass sich Math Bytes ein wenig von Büchern vergleichbarer Ausrichtung unterscheidet. Einerseits bezieht sich dies auf Wahl der Themen – einige Beispiele werden noch erwähnt werden –, andererseits zielt die Darstellung deutlich auf eine jüngere Leserschaft aus, sowohl von der Sprache als auch von der grafischen Gestaltung. Der Untertitel des Buchs: Google Bombs, Chocolate-Covered Pi, and other Cool Bits in Computing gibt schon einen deutlichen Hinweis, in welche Richtung es geht. Kurzum, es ist ein erfrischendes Buch, bei dem sicher keine Langeweile aufkommt, und natürlich können – und sollen – es auch jene lesen, die schon mehr als zwei Dezennien hinter sich haben.

So wird z. B. das fraktale Sierpinski-Dreieck aus einem Bild von Beyoncé entwickelt, aus dem Travelling Salesman Problem (TSP) werden Kunstwerke – nach einer Idee von Robert Bosch (TSP Art) – kreiert, die wegen der Eulerschen Polyederformel gleichzeitig als Irrgärten fungieren können, mit M&M’s werden Mosaike erstellt und die Zahl π approximiert, oder es wird die Flugbahn des Angry Bird-Spiels diskutiert. Man erfährt auch einiges über Bildverarbeitung, über automatische Gesichtserkennung und über die mathematische Seite des Googleschen Rank-Algorithmus. Der mathematische Anspruch ist gewollt nicht sehr hoch – es ist eben nur ein bit of mathematics –, aber gerade das macht das Buch gut lesbar. Und es besteht eine gute Balance zwischen sehr ansprechenden Illustrationen und mathematischem Formalismus.

Ergänzend zum Buch gibt es auf der Webseite des Autors noch weiteres Material (z. B. über Fraktale oder Irrgärten).

Es ist dem Autor – wie er im Vorwort schreibt – ein besonderes Anliegen, dem Leser/der Leserin eine Antwort, wenn nicht mehrere Antworten, zu geben, warum man Mathematik studieren sollte. Das ist ihm auf eine besonders originelle Weise gelungen.

Quelle: Springer Verlag, Mathematische Semesterberichte, Oktober 2014, Band 61, Heft 2
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Peter Drmota (TU Wien)

Math up your Life

math up your life

Math up your Life
Schneller rechnen, besser leben

Christian Hesse

C.H.Beck; Auflage: 1 (10. Februar 2016), Taschenbuch,142 Seiten, 9,95 €

ISBN-10: 3406681379
ISBN-13: 978-3406681370

Es folgen die Rezensionen von: Hartmut Weber und Roland Pilous

Schon wieder hat Christian Hesse, seines Zeichens Professor für mathematische Stochastik, ein kleines Bändchen Unterhaltungsmathematik veröffentlicht und auch diesmal ist ihm meist Kurzweiliges gelungen. Den Titel des Buches allerdings finde ich etwas albern, den Untertitel ziemlich daneben.

Zusammengestellt hat er auf rund 130 Seiten kleine „Happy-Hour-Häppchen … zur Lektüre für Minuten“ – so charakterisiert er selbst im Vorwort diese kurzen Geschichten. Diese Häppchen sind (teils überarbeitete) Beiträge, die der Autor für einen Blog mit dem gleichen Titel „Math up your life!“ bei ZEIT ONLINE geschrieben hat und dessen Untertitel „Mathematik macht Spaß“ die Sachlage genau trifft.

Manche Inhalte sind alte Bekannte, die auch in anderen Büchern dieses Genres auftauchen. Dazu gehören beispielsweise die Benford-Verteilung und ihre Anwendung in der Steuerprüfung, das Ziegenproblem (hier in zwei Varianten), die Problematik von statistischen Tests bei AIDS und Verfahren zum mündlichen Schnellrechnen für Multiplikation und Wurzelziehen (wie sie von Rechenkünstlern verwendet werden). Letztere insbesondere sind meiner Ansicht nach nicht von größerem Reiz.

Umso mehr verblüffen andere Beiträge, die wie fast alle in diesem Buch auch vergnüglich und geistreich präsentiert werden.

Warum etwa ist die Regel beim Elfmeterschießen unfair, nach der die beiden Mannschaften jeweils abwechselnd dran sind? Dem würde eine Schuß-Reihenfolge abhelfen, die mit Hilfe der Thue-Morse-Folge einfach aufzustellen ist. In weiteren Beiträgen zeigt sich, dass diese Folge auch in ganz anderen Zusammenhängen auftritt, z. B. bei der Schneeflockenkurve.

Dass der Zufall beim Toreschießen im Fußballspiel eine große Rolle spielt, ist wohl einsichtig. Dass die Anzahl der Tore und die Art der Spielausgänge aber strengen statistischen Gesetzen folgt, ist doch bemerkenswert. Die Poisson-Verteilung, gültig für relativ seltene Ereignisse – und Tore fallen in einem Fußballspiel im Vergleich zum Handball etwa doch verhältnismäßig selten – führt hier zu den verblüffenden Ergebnissen. Aber keine Angst: der Autor mutet dem Leser keine Formeln zu, sondern erläutert nur anschaulich die Resultate. (Das gilt im Übrigen für alle Beiträge dieses Bändchens!) Und wie die Thue-Morse-Folge erscheint auch die Poisson-Verteilung nochmals in einem ganz anderen Umfeld. Es ist immer wieder überraschend, wenn in unterschiedlichen Situationen auf einmal ein altbekannter mathematischer Ansatz die Lösung bringt.

Wussten Sie, dass in jedem Jahr mindestens ein Freitag auf den 13. fällt? Hesse erklärt es. Können Sie berechnen, an welchem Datum in den nächsten Jahren Ostern ist? Hier wird die vom berühmten Gauss stammende Formel vorgeführt.

Und wer die Mathematik genauer verstehen will, die hinter den Geschichten steckt, findet im Anhang ein Literaturverzeichnis.

Rezension: Hartmut Weber (Kassel)



Mathematik für Zwischendurch

„Happy-Hour-Häppchen“ nennt Christian Hesse seine kurzen, oft nur ein bis zwei Seiten langen Texte, in denen es um die Faszination der Mathematik geht. Der erfolgreiche Mathematiker, Schachspieler und Sachbuchautor bündelt im vorliegenden Werk diverse Beiträge, die er ursprünglich für seinen Mathematikblog bei „Zeit Online“ geschrieben hat. Wie kaum ein anderer schafft er es darin, seinen Lesern eine neue, ungewohnte Perspektive auf das Fach zu eröffnen. Es stellt sich heraus: Mathematik ist witzig, unterhaltsam und überaus anregend. Die gut verständlichen „Happy-Hour-Häppchen“ eignen sich tatsächlich für Zwischendurch, etwa als Lektüre vor dem Einschlafen oder nach dem Aufstehen.

Unter den behandelten Themen sind Klassiker wie das „Ziegenproblem“ oder das „Geburtstagsparadoxon“. Letzteres dreht sich um die Frage, warum die eigenen Freunde im Schnitt mehr Kontakte haben als man selbst. Der durchschnittliche Facebooknutzer beispielsweise ist mit 190 "Freunden" vernetzt. Diese haben aber im Durchschnitt je 635 „Freunde“. Wen das unzufrieden macht, dem kann die Mathematik helfen. Denn bereits eine einfache Überlegung zeigt: Da es umso wahrscheinlicher ist, mit einer Person befreundet zu sein, je mehr Freunde diese hat, sind gut vernetzte Menschen im Bekanntenkreis eines Nutzers stärker vertreten als solche mit wenigen Kontakten.

Im Geld schwimmen oder im Sarg liegen?

Dass die Wahrscheinlichkeit eines Lottogewinns gering ist, sollte jedem klar sein. Aber wie klein genau? Dies kann man verdeutlichen, indem man jene Wahrscheinlichkeit mit der anderer Ereignisse vergleicht. Die Chance, den Hauptgewinn abzuräumen, ist in etwa so groß wie die, auf dem Weg zur Lottoannahmestelle zu sterben. Einem Menschen, der sich entscheidet mitzuspielen, ist die Lottomillion also ungefähr so sicher wie der Grabstein.

Schon diese wenigen Beispiele zeigen: Mit Mathematik bekommt man einfach mehr Durchblick. Und den vermitteln Hesses Texte mit viel Witz. Es gibt aber auch Passagen, die zum Nachdenken anregen – etwa die Erläuterungen zum ersten Gödel’schen Unvollständigkeitssatz, wonach es Wahrheiten geben kann, die sich nicht beweisen lassen. Zum Beispiel ist die Aussage „Ich bin nicht beweisbar“ nur dann wahr, wenn sie nicht bewiesen werden kann.

Hesse wählt interessante mathematische Themen gekonnt aus und setzt sie knapp und humorvoll in Szene. Sein Buch setzt bei den Lesern keine Vorkenntnisse voraus und lässt sich deshalb allen Interessierten empfehlen. Allerdings sollte man sich darauf einstellen, dass der Autor fachlich bisweilen an der Oberfläche bleibt und Begründungen mitunter übergeht.

Quelle/Copyright: Spektrum Verlag, http://www.spektrum.de/rezension/buchkritik-zu-math-up-your-life/1410130
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Roland Pilous (Fachhochschule Nordwestschweiz)

Mathe Magie

mathe magie

Mathe Magie
Verblüffende Tricks für blitzschnelles Kopfrechnen und ein phänomenales Zahlengedächtnis

Arthur Benjamin, Michael Shermer
Heyne Verlag (4. Juni 2007), 304 Seiten, 8,95 €

ISBN-10: 3453615026
ISBN-13: 978-3453615021

In diesem Buch geht es nicht um Magie und auch nur in sehr begrenztem Maße um Mathematik, sondern ums Kopfrechnen. Nach Dingen wie 538 + 327 (Kapitel 1), 563 mal 6 (Kapitel 2), 88 mal 76 (Kapitel 3) etc. (ich überspringe die übrigen Kapitel) geben die Autoren noch Tipps, wie man bei längeren Rechnungen (342 mal 342) die Zwischenergebnisse im Kopf behält. Gelegentlich wird durch einfache Buchstabenrechnung erklärt, worauf die Rechentechniken beruhen, aber nicht immer. Zum Beispiel liefern die Autoren keine mathematische Erklärung des Hintergrunds ihrer Methode des angenäherten Wurzelziehens (es ist die binomische Formel). Zu loben ist aber bereits der Umstand, dass der Wert solcher Näherungs- und Überschlagsrechnungen hervorgehoben wird.

Auf den Buchrücken hat der Verlag „Werden Sie über Nacht zum Mathe-Genie!“ drucken lassen. Das mag werbetechnisch geschickt sein; ich aber sage Ihnen, dass erstens niemand über Nacht zum Genie wird, dass zweitens niemand durch die Lektüre eines Buchs zum Genie wird und dass drittens jemand, der gut kopfrechnen kann, nicht unbedingt viel von Mathematik verstehen muss. (Recht drastische Gegenbeispiele werden von dem Psychologen Oliver Sacks in seiner Fallstudie „Die Zwillinge“ in „Der Mann, der seine Frau mit einem Hut verwechselte“ beschrieben. Übrigens ist der Autor Arthur Benjamin ein forschender Mathematiker, der auch als Zauber- und Kopfrechenkünstler auftritt.) Jedoch werden Leser, bei denen das Kopfrechnen etwas eingerostet ist, hier ihr Caramba finden.

Rezension: Dirk Werner, FU Berlin

Mathe-Manga Analysis

mathemanga analysis

Mathe-Manga Analysis

Hiroyuki Kojima, Shin Togami

Vieweg+Teubner (2009), ix+229 Seiten, 19,95 €

ISBN-10: 383480567X
ISBN-13: 978-3834805676

Eher durch Zufall bin ich vor rund 15 Jahren auf die Comics „Die Abenteuer des Anselm Wüßtegern“ von Jean-Pierre Petit gestoßen, die mir außerordentlich gut gefallen. Vor allem fasziniert mich der Gedanke, mathematische Inhalte in eine Geschichte einzubetten sowie kompliziertere Sachverhalte zeichnerisch-spielerisch zu erklären. Das vorliegende Buch tritt mit genau diesen Ideen an: Innerhalb einer Rahmengeschichte sollen dem Leser einige grundlegende Konzepte der Analysis beziehungsweise der Statistik leicht verständlich vermittelt werden.

Hierfür versteigt sich Hiroyuki Kojima bereits im Vorwort des Analysis-Bandes zu recht gewagten Versprechen: Anstelle „der --Formel“ möchte er lieber aufzeigen, wie Analysis eigentlich funktioniert und welche Anwendungen dieses Fach hat, um „allen, die im Mathe-Unterricht schwere Schäden davongetragen haben oder die die Analysis fast umgebracht hat“ zu helfen, „sich von ihren schrecklichen Erlebnissen zu erholen“. Ich kann solche Äußerungen nicht mehr lesen, ohne auf die Barrikaden zu gehen! Abgesehen von der Tatsache, dass es „die --Formel“ nicht gibt, ist die Zugkräftigkeit und die Zuverlässigkeit der Analysis unter anderem der klaren Formulierung des --Kalküls zu verdanken. Sollte man dies einfach unter den Tisch fallen lassen und wieder zum Rechnen mit infinitesimalen Größen zurückkehren? Möchte der moderne Mathematikunterricht tatsächlich seine Schülerinnen und Schüler auf dem Stand vor Cauchy belassen?

Für eine geschickte und gute Idee halte ich dagegen die gewählte Rahmengeschichte: Die junge Reporterin Noriko fängt in der Außenstelle einer Zeitung an und wird dabei von ihrem neuen Chef, „Mr. Mathe-Maniac“ Kakeru Seti, unterstützt und angeleitet. Im Verlaufe der Story zeigt Seti immer wieder die Bedeutung der Analysis zur Beschreibung und zur Lösung alltäglicher (meist wirtschaftswissenschaftlich geprägter) Probleme. Auf diese Weise werden Themen von der Differential- und Integralrechnung über die Taylorentwicklung bis hin zur Differentialrechnung mehrerer Veränderlicher in die Handlung eingebettet, ohne dass dies allzu gewollt aussieht. Dieser Ansatz hat mir sehr gut gefallen! Auf die Durchführung kann ich dieses Lob aber in keiner Weise übertragen: Zunächst stört es mich ungemein, dass mathematische Modelle häufig vom Himmel fallen – über Modellierung, Realitätsnähe oder Modellgrenzen ist nichts zu erfahren. Einige der Modelle sind nur mit großer Mühe zu verstehen: So wird bei der Behandlung von Kohlendioxid- Bläschen im Bier angenommen, die „Energie“ einer solche Blase steige sowohl mit der Oberfläche als auch mit dem Volumen. Dann aber geht das Volumen in die „Energie“-Bestimmung mit negativem Koeffizienten ein! Auch viele der mathematischen Begriffe sind dürftig bis mangelhaft erläutert. Bei dem ersten Auftauchen eines Grenzwerts wird dieser mit den lapidaren Worten „lim0  drückt aus, dass man den Wert berechnet, wenn ε immer näher an 0 rückt, also gegen 0 geht“ abgehandelt – damit ist überhaupt nichts erklärt! Eine Seite später wird mehrfach der Differentialquotient als Differenzenquotient angesprochen; Sätze wie „wenn y=f(x) steigt oder fällt, wenn also gilt f(a)0 oder f(a)0, dann muss f(a)=0 bedeuten, dass wir uns ganz oben oder ganz unten befinden“ (Seite 65) führen auf eine völlig falsche Spur. Derlei Ungereimtheiten machen das Buch zum Erlernen oder Wiederholen der Analysis absolut ungeeignet – schade!

Quelle: Springer Verlag, Mathematische Semesterberichte, März 2012, Band 59, Heft 1
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Harald Löwe (Braunschweig)

Mathe-Manga Statistik

mathemanga statistik

Mathe-Manga Statistik

Shin Takahashi
Vieweg+Teubner Verlag; Auflage: 2009; 200 Seiten, 22,99 €

ISBN-10: 3834805661
ISBN-13: 978-3834805669

Eher durch Zufall bin ich vor rund 15 Jahren auf die Comics „Die Abenteuer des Anselm Wüßtegern“ von Jean-Pierre Petit gestoßen, die mir außerordentlich gut gefallen. Vor allem fasziniert mich der Gedanke, mathematische Inhalte in eine Geschichte einzubetten sowie kompliziertere Sachverhalte zeichnerisch-spielerisch zu erklären. Das vorliegende Buch tritt mit genau diesen Ideen an: Innerhalb einer Rahmengeschichte sollen dem Leser einige grundlegende Konzepte der Analysis beziehungsweise der Statistik leicht verständlich vermittelt werden.

Der Manga-Band nimmt den Leser mit in die Welt der Statistik. Die Rahmengeschichte ist rasch erzählt: Schülerin Rui möchte einen Mitarbeiter ihres Vaters beeindrucken. Zu diesem Zweck nimmt sie bei einem Herrn Yamamoto Nachhilfe in Statistik. Das klingt zwar recht abgedroschen, dient aber nur als Aufhänger, um dem Leser einige Begriffe der Statistik anhand von Lehrer-Schüler(in)-Gesprächen zu vermitteln. Mit zur Story passenden Anwendungen und gut nachvollziehbaren Beispielen werden die Themen qualitative und quantitative Daten, Standardwert, Abweichung, Verteilungen, Korrelation und Unabhängigkeitstests gefällig erläutert. Um hier nur ein Beispiel zu nennen: Rui hat 90 von 100 Punkten im Englisch-Test erzielt. Ihre Freundin Yumi hat genau das gleiche Ergebnis im Japanisch-Test, wird aber dort besser bewertet. Herr Yamamoto greift dies auf und erläutert anhand des Beispiels die Anwendung der Standardisierung und des Standardwerts. Die graphischen Möglichkeiten eines Mangas werden dabei zur Unterstützung geschickt eingesetzt. Durch ausführlich gerechnete Beispiele unterstützte Schritt-für-Schritt-Anleitungen machen schwierigere Themen wie Unabhängigkeitstests handwerklich zugänglich. Leider standen die hierfür benötigten zusätzlichen Seiten offenbar an anderer Stelle nicht mehr zur Verfügung: Etliche mathematische Begriffe werden so knapp erläutert, dass der Statistik-Band für einen absoluten Anfänger höchstens als begleitendes Buch zu verwenden ist. Empfehlen kann ich den Band dagegen zur Auffrischung der Schulstatistik, zum Kennenlernen von Anwendungen der Statistik oder – nicht zuletzt – als Lesespaß für Manga-Begeisterte ohne Mathe-Phobie.

Quelle: Springer Verlag, Mathematische Semesterberichte, März 2012, Band 59, Heft 1
Mit freundlicher Genehmigung des Verlags

Rezension: Harald Löwe (Braunschweig)