Kurs 3.1
Modellierung der Realität

Wie lässt sich die Natur mit Gleichungen beschreiben?

Zur Akademie Grovesmühle 2022-3
28.07. - 13.08.2022

Was haben Corona, Teilchenphysik oder das Klima gemeinsam? Alle nutzen Modelle, um Systeme zu beschreiben - Epidemiologisches Modell, Standardmodell der Teilchenphysik und Klimamodell.Ein Modell schafft immer eine Beziehung zwischen der Realität und einem Abbild davon. Doch was will man mit diesen mathematischen-physikalischen Modellen erreichen? Wie geht man bei der Erstellung vor und was ist ein „gutes“ Modell?

Der Kurs nähert sich diesen Fragen aus Sicht der Naturwissenschaften, indem sich die Teilnehmenden in der Diskussion die Grundlagen wissenschaftlicher Herangehensweisen an Problemstellungen erarbeiten. Der Fokus liegt hier auf dem Aufstellen und Validieren von Hypothesen, die zur Modellbildung führen.

In Kleingruppen werden die hieraus gewonnenen Erkenntnisse auf verschiedene, praxisnahe Systeme oder exemplarische, physikalische Modelle angewandt. Die Projekte reichen dabei von mathematisch-analytischem Arbeiten mit "Papier und Bleistift" bis zu computer-unterstützter Lösung komplexer Systeme. Unter anderem wird der Kurs die Ausbreitung einer hypothetischen Seuche auf der Akademie, die Entwicklung von Räuber-Beute-Populationen oder die Bewegungen von Sternen in Galaxien modellieren.

Zur Vorbereitung auf den Kurs erhalten die Teilnehmenden ein Skript. Programmierkenntnisse sind nicht erforderlich aber teilweise von Vorteil.

Bilder 1 und 2: Modellierte Entwicklung der Coronainfektionen. (Quelle Bild 1: Gerd Altmann, Pixabay)

(Quelle Bild 2: Dehning, J. et al, Inferring change points in the spread of COVID-19 reveals the effectiveness of interventions, 2020, Science, https://www.science.org/doi/10.1126/science.abb9789)

Gemessene und modellierte Rotationsgeschwindigkeit in Messier 33. (Quelle/Copyright: CC BY-SA 4.0 von Mario De Leo)

Die Kursleitung