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What's Happening In The Mathematical Sciences

Whats Happening In The Mathematical Sciences

What's Happening In The Mathematical Sciences

Barry Cipra
American Mathematical Society, Providence, R.I.;

Band 1 (1993), 48 Seiten, 7\(;
Band 2 (1994), 52 Seiten, 8\);
Band 3 (1996), 112 Seiten, 12\(;
Band 4 (1999), 126 Seiten, 14\).

Die Bände sind vermutlich in Deutschland außerhalb von Universitätsbibliotheken schwer zu finden. Sie können aber direkt von der American Mathematical Society bezogen werden.

Einem weitverbreiteten Irrtum zufolge gibt es in der Mathematik nichts Neues zu erforschen - alles ist spätestens seit Gauß bekannt. (Die Leserinnen und Leser dieser Internet-Seiten wissen es natürlich besser.) Seit einigen Jahren gibt die American Mathematical Society Bände mit Artikeln des Wissenschaftsautors Barry Cipra heraus, in denen er neue und neueste mathematische Forschungsergebnisse für alle Freunde der Mathematik aufbereitet. Zum Beispiel schreibt er über Primzahlzwillinge und wie der Fehler im Pentium-Chip entdeckt wurde, wie man mit Zufallszahlen Integrale berechnet und warum Banken das interessiert, über auf Primzahlen beruhende sichere Verschlüsselungssysteme wie RSA (sollten Sie sich entschließen, eines der Bücher via Internet bei der AMS zu bestellen, wird dank des RSA-Systems Ihre Kreditkartennummer vor allen Mitlauschern abgeschirmt bleiben), ob man hören kann, wie eine Trommel aussieht (man kann nicht, aber das weiß man erst seit wenigen Jahren), und warum das für die Ingenieurmathematik wichtig ist, und natürlich über spektakuläre Durchbrüche wie den Beweis des großen Fermatschen Satzes durch Andrew Wiles.
Die Bände sind lebhaft und mit viel Lust am Wortspiel geschrieben und durchgängig reichhaltig bebildert. Sie sind auf Englisch geschrieben, doch das sollte für niemanden ein Hindernis sein, der sich in der Schule im üblichen Rahmen mit dieser Sprache auseinandergesetzt hat.

(Rezension: Dirk Werner)

Mittlerweile besteht dieser Sammelband aus zehn Exemplaren. Sie finden alle Exemplare im obigen Link.

Zahlentheoretische Kostproben

Zahlentheoretische kostproben

Zahlentheoretische Kostproben

Theo Kempermann
Verlag Harri Deutsch, 1995, 270 Seiten, 15,80 €

ISBN: 3817116926

Theo Kempermanns Zahlentheoretische Kostproben sind ein opulentes Mahl: Viele Bereiche der Zahlentheorie werden ausführlich behandelt, obendrein widmen sich einzelne Kapitel Nachbardisziplinen wie der Analysis oder der Kombinatorik. Ähnlich einem fachwissenschaftlichen Lehrbuch werden die einzelnen Gebiete nach dem Muster "Definition - Satz - Beweis - Beispiele" vorgestellt, wobei die Trennung nicht so scharf ist wie eben in einem Lehrbuch, was das Lesen nicht unbedingt erleichtert. Auch das Layout macht das Werk eher zu harter Kost als zu einer unterhaltsamen Lektüre: Zeichnungen fehlen; Seiten- und Schriftgröße sowie Zeilenabstand sind klein. Mangelnde Präzision kann man dem Buch gewiss nicht vorwerfen, im Gegenteil, vielleicht aber Defizite hinsichtlich der Aktualität (Beweis des Satzes von Fermat). Wünscht der Leser einen Überblick mit Tiefgang und bringt die notwendigen Voraussetzungen (meines Erachtens mindestens Leistungskurs Mathematik), Ausdauer sowie Papier und Bleistift mit, findet er Kapitel zu Primzahlen, ganzen Zahlen (vollkommenen, befreundeten Zahlen,...), zur Modulrechnung, zu komplexen Zahlen, Dezimalbrüchen (Perioden), zur Irrationalität und Transzendenz, zu Kettenbrüchen, Rekursionen, Wurzeln, Logarithmen - um nur einige zu nennen. Auch wenn die Zahlentheorie ein viel weiteres Feld ist als das im Buch dargestellte, ist der Titel "Kostproben" irreführend: Der Happen ist groß; die Verdauung benötigt Zeit!

(Rezension: Thilo Steinkrauß)

Das Buch der Beweise oder Proofs from THE BOOK

buch der beweise

Das BUCH der Beweise

Martin Aigner, Günter M. Ziegler
Springer Verlag, 2002, 249 Seiten, 29.95 €

ISBN: 3540401857

Zur englischen Rezension.

Das BUCH der Beweise - klemmt die Umschalttaste auf Großbuchstaben auf dem Computer der Autoren? Ganz und gar nicht! Was hier vorliegt, ist eine Sammlung von Beweisen, die in das von Paul Erdös immer wieder zitierte BUCH gehören, das vom lieben (?) Gott verwahrt wird und das die perfekten Beweise aller mathematischen Sätze enthält. Manchmal lässt der Herrgott auch einige von uns Sterblichen in dieses BUCH blicken, und die so resultierenden Geistesblitze erhellen den Mathematikeralltag mit eleganten Argumenten, überraschenden Zusammenhängen und unerwarteten Volten. Erdös hat übrigens stets versichert, dass man nicht an Gott zu glauben braucht - er selbst tat es wohl auch nicht, titulierte er doch das höchste Wesen despektierlich als SF (= Supreme Fascist) -, dass man aber als Mathematiker an das BUCH glauben sollte.
Hier ist es also, das BUCH der Beweise in der wunderbaren Version von Martin Aigner und Günter Ziegler (genauer ist es die deutsche Ausgabe der 2. englischen Auflage). Es enthält 32 Kapitel aus den Gebieten Zahlentheorie, Geometrie, Analysis, Kombinatorik und Graphentheorie; nicht von ungefähr sind das die Gebiete, auf denen Erdös selbst aktiv war. Viele der dargestellten Beweise stammen auch von ihm; so erfahren wir im 2. Kapitel den BUCH-Beweis des Satzes, wonach zwischen einer Zahl n und ihrem Doppelten 2n stets eine Primzahl liegt (im Wesentlichen aus der ersten Publikation des damals knapp zwanzigjährigen Erdös), und im letzten Kapitel wird die Erdössche "probabilistische Methode" vorgestellt, die die Kombinatorik revolutioniert hat. Dazwischen geht es um irrationale Zahlen, die Eulersche Polyederformel, Körper und Schiefkörper, Zerlegungen konvexer Mengen, Ungleichungen, Polynome, Färbungsprobleme und und und ...
Es liegt in der Natur der Sache, dass für manche Kapitel mehr Kenntnisse beim Leser vorausgesetzt werden als für andere. Da das Buch recht kondensiert geschrieben ist, verlangt die Lektüre hohe Konzentration; aber für alle, die zwei Semester Mathematik studiert haben und die bereit sind, diese Konzentration aufzubringen, wird die Mühe reichlich belohnt, zumal das Buch hervorragend gesetzt und illustriert ist (ob es das BUCH auch ist?). Auch hierfür gebührt den Autoren und ihren TeX-Beratern höchstes Lob.
Wer (wie ich) bislang vergeblich versucht hat, einen Blick ins BUCH zu werfen, wird begierig in Aigners und Zieglers BUCH der Beweise schmökern.

(Ferner gibt es Besprechungen zur Erdös-Biographie Der Mann, der die Zahlen liebte und zu dem Erdös-Video N is a number.

(Rezension: Dirk Werner)


 

proofs from books

 

Proofs from THE BOOK

Martin Aigner, Günter M. Ziegler
Springer 2001, 215 Seiten

ISBN: 3540678654

Paul Erdös zufolge gibt es im Himmel ein Buch perfekter Beweise mathematischer Sätze. Die Autoren geben Beispiele solcher "perfekter Beweise", die eine gute Chance haben, in The Book aufgenommen zu werden. 32 Themen werden in den fünf Kapiteln behandelt: Aus der Zahlentheorie, Geometrie, Analysis, Kombinatorik und Graphentheorie. Das Themenspektrum ist also durchaus breit, wobei die diskrete Mathematik sicher am stärksten vertreten ist. Es reicht von Allgemeinbildendem (z. B. sechs verschiedenen Beweisen dafür, dass es unendlich viele Primzahlen gibt) zu eher speziellen Fragestellungen.
Der Schwierigkeitsgrad der einzelnen Abschnitte ist unterschiedlich, und Schulmathematik reicht wohl nicht ganz. Aber nach zwei Semestern Mathematikstudium sollte alles zu verstehen sein. Der Stil ist jedoch dicht, so dass es selbst für Berufsmathematiker als Gute-Nacht-Lektüre wenig geeignet scheint. Doch macht es Spaß, im Buch zu lesen. Die Ideen sind z.T. ungewöhnlich und brillant. Schließlich lernt man noch einiges. Jeder weiss, dass pi irrational ist. Wer aber kennt einen Beweis? Noch dazu so einen eleganten?

(Über Paul Erdös selbst gibt es hier Besprechungen zu dem Buch Der Mann, der die Zahlen liebte und dem Video N is a number)

(Rezension: Bernd Schmidt)

Pythagoras

pythagoras

Pythagoras
Erinnern Sie sich?

Hoehn, Alfred und Huber, Martin:
orell füssli Verlag, 176 Seiten, 1. Aufl.

ISBN: 3-280-04040-X, 19,90 €

 

 Inhalt

    Einleitung
  1. Der Satz von Pythagoras: Geschichte und Bedeutung
  2. Pythagoreische Zahlentripel: Die babylonischen Formeln
  3. Geometrische Realisierungen
  4. Babylonische Formeln - iteriert und umgekehrt
  5. Der inkommensurable Fall
  6. Pythagoreische Dreiecke und komplexe Zahlen
  7. Harmonische Teilung
  8. Eiformen der Megalithkultur
  9. Morphologie der Kristalle
  10. Folgen von pythagoreischen Zahlentripeln
  • Glossar
  • Literatur
  • Register
  • Bildnachweis

Beurteilung

Der berühmte Satz des Pythagoras a² + b² = c² im rechtwinkligen Dreieck ist eine Schatztruhe, aus der sich auch heute noch immer neue Zusammenhänge entdecken lassen.
Die Autoren stellen die Wirkungsgeschichte des berühmten Satzes und seine geometrischen Realisierungen vor und liefern überraschende Resultate, etwa zur Anwendung pythagoreischer Dreiecke bei der Steinsetzung in der Megalithkultur.
Der Text ist zu jeder Zeit mit vielen graphischen Darstellungen und Bildern versehen, um die aufgezeigten Ergebnisse und Anwendungen zu visualisieren.
Das Buch ist so aufgebaut, dass die Kapitel 1-4 notwendige Voraussetzung für die restlichen Kapitel 5-10 sind. Letztere sind jedoch voneinander unabhänigig und können in beliebiger Reihenfolge gelesen oder auch weggelassen werden.
Das Buch ist primär an Lehrerinnen und Lehrer, sowie Schülerinnen und Schüler gerichtet, welche den Satz von Pythagoras im Unterricht behandelt haben und dieses Thema nun im Selbststudium vertiefen möchten, richtet sich darüber hinaus aber auch an alle interessierten Laien.

Schere, Stein, Papier

fisher

Schere, Stein, Papier
Spieltheorie im Alltag

Lens Fisher
Spektrum Akademischer Verlag; Auflage: 1st Edition.
(1. April 2010), 283 Seiten, gebunden, 19,95 €

ISBN-10: 3827424674
ISBN-13: 978-3827424679

Bei einem Buch über Spieltheorie denkt ein Mathematiker an Matrix-Spiele, Gleichgewichtspunkte, Fixpunktsätze, Lineares Programmieren und das Simplex-Verfahren. Nichts dergleichen wird er in diesem Buch finden. Das Buch enthält keine einzige Formel! Das Nash-Gleichgewicht wird verbal erklärt und grundlegende Probleme wie etwa das Gefangenen-Dilemma werden durch die Auszahlungsmatrix der beiden Kontrahenten dargestellt.

Trotzdem enthält dieses Buch auch mathematisch interessante Ausführungen. In die Umgangssprache ist schon der Begriff der „Win-Win-Situation“ eingegangen. Mehrfach wird der Satz aufgeführt, dass man jedes Nicht-Konstantsummen-Zweipersonenspiel in eine Win-Win-Situation umwandeln kann. Nach dem Gefangenen-Dilemma in Kapitel 1 wird in Kapitel 2 die gerechte Aufteilung von Gütern behandelt. Gibt es nur zwei Personen, so gibt es eine salomonische Lösung: Der eine teilt, der andere wählt. Schwieriger wird es, wenn mehrere Personen vorhanden sind und/oder auch mehrere Güter. Auch die Aufteilung des Nachlasses unter mehreren Witwen gehört zu diesem Problemkreis. Hierfür gibt es eine stochastische Lösung, aber es soll auch eine spieltheoretische Lösung geben. Für das Verteilen unter mehr als zwei Personen wird ein mathematischer Algorithmus erwähnt, aber nicht dargestellt.

Den letzten Nobelpreis für Wirtschafts- und Sozialwissenschaften gab es in der Spieltheorie zu Gunsten von Robert Aumann und Thomas Schelling. Dieses Buch ist mehr ein Buch im Sinne der Spieltheorie von Thomas Schelling. Schelling und Schelling-Punkte werden in Kapitel 3 bei der Besprechung der 7 fatalen Lemma im Zusammenhang mit dem Freiwilligen-Dilemma erwähnt. Das vierte Kapitel „Schere, Stein, Papier“ hat dem gesamten Buch den Titel gegeben. Wegen der Intransitivität sind drei betrachtete Strategien gleichwertig, keine dominiert alle anderen. Bemerkenswert ist, dass berichtet wird, dass es sogar Weltmeisterschaften für dieses Spiel gibt. Es gibt auch empirische Untersuchungen über die Anwendungs-Wahrscheinlichkeiten der drei gleichwertigen Strategien. Als eine biologische Anwendung wird auf S. 87 der Gemeine Seitenfleckleguan (Uta stansburiana) erwähnt. Hiervon gibt es drei verschiedene Arten, die zur Stabilisierung der Population drei verschiedene Überlebensstrategien anwenden. Keine der drei Strategien ist dominant.

Dem Autor geht es vor allem um die Auflösung sozialer Dilemmas. Dies zeigen die Kapitel „Einigung erzielen“ und „Vertrauen“. In dem 7. Kapitel „Tit for Tat“ geht es um Altruismus und Vergeltung. Im 8. Kapitel wird gezeigt, wie man durch Abänderung des Spiels und Hinzunahme neuer Spieler eine schwierige Situation einer Lösung zuführen kann. Dieses Buch diskutiert soziologische, psychologische und politische Aspekte der Spieltheorie. Im letzten Kapitel zeigt sich aber, dass der Autor ein Physiker ist, der mit Hilfe der in Entwicklung befindlichen Quantencomputer eine Quantenspieltheorie entwickeln will.

Ein amüsantes und in viele Gebiete hineinreichendes Buch liegt hier vor. Es zeigt auch, wie man Spieltheorie auf Alltags-Situationen anwenden kann.

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

Rezension: Hilmar Drygas (Universität Kassel)