Direkt zum Inhalt
Login erforderlich
Dieser Artikel ist Abonnenten mit Zugriffsrechten für diese Ausgabe frei zugänglich.

Mathematik: KI statt Bauchgefühl

Nun nutzt auch die Mathematik die computergestützte Mustererkennung: In der Knotentheorie sowie beim Studium von Symmetrien haben Algorithmen neue Zusammenhänge offengelegt.
Bunter Knoten

Es gibt kaum einen wissenschaftlichen Bereich, in dem nicht inzwischen künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt wird. Doch wie die Philosophie galt die Mathematik bisher als Gebiet, in dem menschliche Fähigkeiten unersetzlich sind: Für neue Erkenntnisse braucht man Kreativität, ebenso beim Führen von Beweisen. Wenn es hingegen um aufwändige Detailarbeit geht, etwa um zahlreiche Fallbeispiele durchzugehen, sind die maschinellen Helfer schon seit Jahrzehnten gefragt. Ebenso hat es sich inzwischen bewährt, Computerprogramme hinzuzuziehen, die Beweise Schritt für Schritt durchleuchten und auf mögliche Fehler hin überprüfen.

Forscher von DeepMind, deren Algorithmus AlphaFold kürzlich für Furore sorgte, weil er erfolgreich Proteinstrukturen vorhersagt, sind nun unter der Leitung von Alex Davies einen Schritt weiter gegangen: Zusammen mit dem Mathematiker Geordie Williamson von der University of Sydney und seinem Team haben sie die mächtige KI genutzt, um Hinweise auf bisher unbekannte mathematische Zusammenhänge offenzulegen. Besonders überraschend für die Fachleute: Eines der Ergebnisse stammt aus der Knotentheorie, einem populären Gebiet der Topologie. »Es ist erstaunlich, dass man eine so einfache wenn auch tiefgehende Verbindung in einem Bereich, der bereits umfassend erforscht wurde, bisher übersehen hat«, schreiben die Autoren in ihrem im Dezember 2021 erschienenen Fachaufsatz.

Bis dahin lag dieser, der Intuition folgende Teil des mathematischen Arbeitens meist in menschlicher Hand. »Nur mit einer Kombination aus strengem Formalismus und Bauchgefühl kann man komplexe mathematische Probleme angehen«, schrieb der Fields-Medaillen-Preisträger Terence Tao 2016 in seinem Blog …

Kennen Sie schon …

Spektrum - Die Woche – Akustische Kur gegen Stress

Naturgeräusche haben eine unglaublich beruhigende Wirkung auf uns. Wieso das so ist und wie Vogelgezwitscher und Wasserrauschen im Gehirn verarbeitet werden und auf unsere Psyche wirken, lesen Sie in der aktuellen Ausgabe der »Woche«. Außerdem: Läutet das KI-Zeitalter eine neue Ära der Physik ein?

Spektrum - Die Woche – Wie die Guinness-Brauerei den t-Test erfand

Wer hätte gedacht, dass eine Brauerei der Geburtsort für eine der wichtigsten mathematischen Methoden ist? Dem Guiness-Bier haben wir zu verdanken, dass Ergebnisse in der Wissenschaft als statistisch signifikant gewertet werden können. Außerdem in dieser »Woche«: Wie Rauchen das Immunsystem stört.

Spektrum der Wissenschaft – Fraktale

Seit Jahrzehnten arbeitet eine kleine Gruppe von Mathematikern an den letzten Geheimnissen des wohl bekanntesten Fraktals. Ihre Geschichte zeigt, wie technische Fortschritte selbst die abstraktesten mathematischen Gebiete voranbringen. Ein Durchbruch zur Entschlüsselung der Mandelbrot-Menge dürfte kurz bevorstehen. Außerdem im Heft: Bartenwale sind die Giganten der Meere. Ihre Nahrung besteht jedoch aus winzigen Planktonorganismen. Wie spüren die Wale das Futter in den Weiten des Ozeans auf? Drei Bierforscher interessieren sich für moderne und alte Hefestämme rund um das Brauen von Bier. Kryptografen und -innen arbeiten auf Hochtouren daran, neuartige Algorithmen zu entwickeln, die den Fähigkeiten künftiger Quantencomputer standhalten können. Es gibt einige vielversprechende Kandidaten, doch einige davon wurden bereits geknackt.

Schreiben Sie uns!

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

  • Quelle

Davies, A. et al.: Advancing mathematics by guiding human intuition with AI. Nature 600, 2021

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.