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Von Demut und Instabilität – Wann sind Prozesse stabil?

Auf Bleistifts Spitze - Wann sind Prozesse stabil? Wie simuliert man dynamische Prozesse?

Man kann nicht alles berechnen. Aber vieles schon. Zum Beispiel ein ausgeklügeltes Programm, welches ermöglicht, dass ein Segway, also eine Stange auf Rollen, aufrecht fahren kann. Und warum ein Bleistift, der auf der Spitze auf dem Finger gehalten wird, herunterfällt. Welches Prinzip hinter „Balanceakten“ wie diesen stecken, erläuterte Prof. Dr. Rüdiger Götting, Dekan des Fachbereichs Technik an der Hochschule Emden/Leer, am Donnerstagabend einem interessierten Publikum in der Larrelter Mühle. Götting referierte dort anlässlich der aktuellen Vortragsreihe zum 40-jährigen Bestehen der Hochschule.

Mit Hilfe eines Modells des so genannten „invertierten Pendels“ erklärte Götting, dass die Schwingung eines Stabes oder Bleistifts unmittelbar mit dessen Länge zusammenhängt, wie Stabilität beeinflusst werden kann und dass heute Computer das kalkulieren, was der vor 200 Jahren verstorbene Wissenschaftler Joseph Louis Lagrange noch im Kopf berechnen musste. Zur besseren Veranschaulichung balancierte Götting einen Bleistift und eine schmale Metallstange auf dem Finger und sorgte somit neben aller theoretischen Information auch für einen gewissen Unterhaltungswert.

Dass aber auch die Mathematik an ihre Grenzen stößt, ist laut Götting eine Erfahrung, die jeder Naturwissenschaftler machen müsse. Ebenso, dass in der Theorie vieles funktionieren müsste, die Praxis aber etwas anderes zeige. „Es gehört neben aller Begeisterung also auch immer eine gewisse Demut dazu“, so Götting. Er zeigte anhand verschiedener Grafiken, dass ein Pendelsystem durch große Schwankung aus dem Gleichgewicht geraten und somit ein so genanntes „deterministisches Chaos“ entstehen kann. Das Beispiel des invertierten Pendels gehört laut Götting zum einen zum festen Bestandteil der Lehre, zum anderen findet es sich jedoch auch in der Praxis – wie etwa im Fall der Segways – wieder.

Stefan Wild, Hochschulmitarbeiter und zugleich Vorstandsmitglied des Larrelter Mühlenvereins, lud die Gäste im Anschluss zu einem Getränk und einer Mühlenführung ein.