Die Erforschung des Chaos
Argyris, Faust
Die Erforschung des Chaos
Von J. Argyris, G. Faust u. M. Haase.
Vieweg, Wiesbaden 1994. XXII + 790 S., 383 Abb., 24 Farbtaf., Geb.,
ISBN 3-528-08941-5
Mit dem vorliegenden Band hat das Autorenteam vom Institut für Computeranwendungen der Universität Stuttgart ein umfangreiches und detailliertes Lehrbuch zur Physik des Chaos in deutscher Sprache vorgelegt. Inhalt des Buches ist eine in sich geschlossene, in jeder Weise überzeugende Darstellung. Sie richtet sich in gleicher Weise an den, der sich mit der Chaosphysik und der Nichtlinearen Dynamik intensiv auseinandersetzen möchte, wie auch an den, der sich erstmalig mit Aufgaben, Zielen und Ergebnissen dieses Arbeitsgebietes vertraut machen will.
Im Anschluß an eine allgemeine Einführung in die mathematische Beschreibung dynamischer Systeme wird dem Leser zunächst das komplexe Verhalten Hamiltonscher Systeme ohne Dissipation dargestellt und es werden Methoden zur Analyse der Stabilität solcher Systeme diskutiert. Im Anschluß daran wendet sich das Buch den dissipativen Systemen zu. Am Beispiel des berühmten von Lorenz bei der Analyse von Wettermodellen gefundenen und nach ihm benannten seltsamen Attraktors werden die Eigenschaften chaotischer Systeme vorgestellt und die Charakterisierung derselben durch invariante Größen wie Dimensionen und Lyapunov-Exponenten erläutert. Nachfolgende Kapitel behandeln die lokale Bifurkationstheorie , das Bénard-Problem und unter der Überschrift "Wege zur Turbulenz" eine vergleichende Darstellung und Analyse der bekannten Routen ins Chaos.
Den Abschluß des fast achthundert Seiten umfassenden Werkes bildet eine Sammlung von Fallstudien zur Anwendung der Nichtlinearen Dynamik in unterschiedlichen Wissenschaftsfeldern, angefangen von Knochenumbauprozessen bis hin zu chaotischem Verhalten in unserem Sonnensystem. Dabei hat der Leser die Möglichkeit, die in den vorangegangenen Kapiteln gewonnenen Einsichten anhand von konkreten Anwendungen und Computerexperimenten nachzuvollziehen. Abgerundet wird der Text durch zahlreiche, zum Teil farbige Abbildungen, die ebenso wie die ausführliche Literaturliste, die dem Buch nachgestellt ist, von großem Wert für den Leser sind.
Die "Erforschung des Chaos" ist ein Lehrbuch im klassischen Sinne: Eine Darstellung des Fachgebietes aus der persönlichen Sicht der Autoren, ein Bekenntnis zum Fachgebiet, wie es nur auf der Grundlage einer sich über Jahre erstreckenden intensiven Auseinandersetzung mit dem Gegenstand möglich ist. Der Stil des Buches macht das Bestreben deutlich, dem Leser eine lebendige Einsicht in ein junges, aktuelles Forschungsgebiet zu vermitteln. Möge der Band dazu beitragen, daß das Interesse an diesem Gebiet und das Verständnis für den naturwissenschaftlichen Chaos-Begriff weite Verbreitung finden.
W. Martienssen, Frankfurt/M.
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