OUTPUT NR. 22 erschienen
Als Experiment bezeichnet man eine systematisch angelegte Untersuchung zum empirischen Gewinn von Information. Von der bloßen Beobachtung unterscheidet es sich dadurch, dass man Einflussgrößen in seinem Rahmen bewusst variiert. Experimente ermöglichen Erkenntnisse, sind für viele Wissenschaften unabdingbar und ihre prinzipielle Bedeutung besteht unverändert fort. Ihre Methoden jedoch haben sich im digitalen Zeitalter gewandelt und nicht mehr allein die Empirie bestimmt den wissenschaftlichen Versuch. Unter dem Titel ‚Experiment und Optimierung‘ präsentiert das vorliegende Heft von BUW.OUTPUT eine Reihe von Forschungsprojekten, die vor allem Simulationen und virtuelle Experimente nutzen.
Kein geringerer Gegenstand als das ‚Universum‘ eröffnet unser Heft. Als Erdenbürger können wir in seinem Raum zur Zeit nicht mehr als den Mond oder vielleicht demnächst den Mars erreichen. Gleichwohl lernen wir erheblich entferntere Teile des Universums immer besser kennen. Eine Methode dafür ist die Analyse von elektromagnetischer Strahlung in Gestalt des nach vielen Millionen Jahren auf der Erde eintreffenden Lichts. Die Verbindung von spektrometrischer Analyse und Simulation auf der Suche nach Struktur und Menge ursprünglich weit entfernter Moleküle gehört zu einem Projekt der theoretischen Chemie. Viele biologische Gewebe haben herausragende Eigenschaften und sind künstlichen Materialien weit überlegen. Am Beispiel eines menschlichen Muskels wird im Folgenden vorgestellt, wie man am Lehrstuhl für ‚Computergestützte Modellierung in der Produktentwicklung‘ Eigenheiten eines komplexen Gewebes simuliert, analysiert und für nichtorganische Zusammenhängen nutzbar zu machen versucht.
Wie sich ein Experiment überhaupt verstehen und im Schulunterricht nachhaltig vermitteln lässt, reflektiert ein Beitrag aus der Physikdidaktik. Er plädiert für eine enge Verbindung von Physik und persönlicher Erfahrung, wie sie auch mit Hilfe besonderer ‚Kofferexperimente‘ im schulischen Alltag nachvollzogen werden kann. Effiziente Verfahren zur Unterstützung von Entscheidungen in komplizierten Situationen sind ein Anliegen der angewandten Mathematik. Wie man im Rahmen theoretischer Modelle rechnen kann, um komplexe Vorgänge in unserer realen Lebenswelt zu optimieren, erläutert ein Beitrag der Arbeitsgruppe ‚Optimierung und Approximation‘. Die für unser aller Zukunft so wichtige Energiewende setzt innovative Formen von Motoren voraus. Am Beispiel eines Großprojekts stellt ein Beitrag aus der Elektrotechnik die Stufen in der Entwicklung eines Niedervolt-Antriebsystems vor, das Elektronik, Batterie und Motor auf neue Weise vereint.
Neben Nachrichten aus der Welt der Forschung bietet unser Heft schließlich ein Porträt des noch jungen ‚Feuerwehrwissenschaftlichen Instituts‘. Sein Ziel ist die naturwissenschaftliche und technische Erforschung des Brandschutzes mitsamt seinen organisatorischen Voraussetzungen. Sein umfassender Ansatz belegt einmal mehr die herausragende Bedeutung der Wuppertaler Sicherheitstechnik.
