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

Statistik: Irreführende Muster

Lange wunderten sich Mathematiker über eine Folge von Integralen, die bis zum 56. Glied den gleichen Wert liefern und dann plötzlich davon abweichen. Nun haben Physiker eine Methode entwickelt, um dieses verblüffende Phänomen intuitiv nachzuvollziehen.
Geometriesches Muster

Menschen nutzen Muster, um daraus Regeln zu konstruieren. Weil die Sonne in der Vergangenheit beispielsweise immer im Osten aufging, gehen wir davon aus, dass sie das auch morgen tun wird. Inzwischen können wir dieses Phänomen natürlich physikalisch erklären, so dass es keinerlei Zweifel daran gibt. In der Mathematik sollte man sich allerdings vor voreiligen Schlüssen hüten.

2001 entwickelte der kanadische Mathematiker David Borwein (* 1924) zusammen mit seinem Sohn Jonathan (1951-2016) mehrere Folgen von Integralen, die viele ihrer Kollegen erstaunten. Eine der Folgen ergibt für die ersten 56 Glieder beispielsweise den Wert π/2, doch ab dem 57. Glied werden die Ergebnisse plötzlich kaum merklich kleiner – dieses Folgenglied weicht um bloß 10-110 vom vorhergehenden ab. Als Forscher die Integrale erstmals am Computer auswerteten, glaubten sie an einen Fehler im Programmcode …

Kennen Sie schon …

Spektrum der Wissenschaft – Vielfältige Quanten

Wir tauchen ein in die Welt der Quanten, die uns noch immer zahlreiche Rätsel aufgibt. Forscher entwickeln ständig neue Modelle und hinterfragen Grundlegendes, wie beispielsweise das Konzept der Zeit. Gleichzeitig macht die Entwicklung neuer Quantencomputer große Fortschritte und könnte unsere Verschlüsselungssysteme bedrohen. Experten arbeiten an neuen Methoden, um unsere Daten zu schützen. Erfahren Sie, wie diese Herausforderungen gemeistert werden und ob Kryptografen den Wettlauf gegen die Zeit gewinnen können.

Spektrum - Die Woche – Süßes Gift?

Entdecken Sie die Vorteile und Risiken einer zuckerfreien Ernährung in unserem Artikel »Süßes Gift«. Plus: Erfahren Sie in unserer Kolumne, warum im amerikanischen Wahlsystem nicht immer die Partei mit den meisten Stimmen gewinnt. Jetzt mehr erfahren!

Spektrum der Wissenschaft – Formen der Mathematik

Die Mathematik ist ein erstaunlich vielfältiges Fach und zeigt sich in den verschiedensten Formen: Lesen Sie von den bunten Fraktalen der Mandelbrotmenge, einer Einstein-Kachel, die den Boden mit erstaunlichen, lückenlosen Mustern versieht oder den Falten eines zerknitterten Papiers. Diese unterschiedlichen Strukturen bergen spannende mathematische Eigenschaften, die Fachleute in den letzten Jahren entdeckt und zum Staunen gebracht haben. Darüber hinaus stellen wir die Frage, warum Kieselsteine oval sind und zeigen Ihnen, nach welchen Regeln die faszinierenden Sandzeichnungen auf dem südpazifischen Archipel Vanuatu entstehen.

  • Quellen

Borwein, D., Borwein, J. M.:Some remarkable properties of sinc and related integrals. The Ramanujan Journal 5, 2001

Majumdar, S. N., Trizac, E.:When random walkers help solving intriguing integrals. Physical Review Letters 123, 2019

Schmid, H.:Two curious integrals and a graphic proof. Elemente der Mathematik 69, 2014

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!

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