Jischa Dynamik in Natur und Technik

Wandel verstehen und gestalten
1. Auflage 2018
ISBN: 978-3-96238-472-2
Verlag: oekom verlag
Format: PDF
Kopierschutz: 0 - No protection

E-Book, Deutsch, 348 Seiten, Format (B × H): 1480 mm x 210 mm

Warum kann ein Elefant einen Artgenossen nicht überspringen, während dies einem Hasen leicht gelingt? Was haben Sanddünen und der 'Stau aus dem Nichts' gemeinsam? Was können wir von der Natur lernen - und können wir etwas gegen den Rückgang der Arten-vielfalt tun? Diese und andere Fragen können mit Blick auf die Naturgesetze beantwortet werden, die in der Sprache der Mathematik formuliert sind und für technische wie auch natürliche Systeme gleichermaßen gelten. Weil wir oft dazu neigen, linear zu denken - obwohl das Prinzip der Nichtlinearität viele Phänomene und Sachverhalte beherrscht -, sind Kenntnisse zu Wachs-tumsgesetzen, Regelkreisen, Vernetzungen und Rückkopplungen von zentraler Bedeutung. Michael Jischa geht der Frage nach, wie sich unser Leben in Zeiten des technikgetriebenen, beschleunigten Wandels verändert, und zeigt auf, vor welchen Herausforderungen naturwis-senschaftliches und technisches Denken heute stehen. Die Grenzen des Wachstums sind dabei gültiger denn je.

Michael F. Jischa lernte, forschte und lehrte an den Universitäten Karlsruhe, Berlin (TU), Bochum, Essen und Clausthal in den Fächern Strömungsmechanik, Thermodynamik, Mechanik, Technikbewertung und Nachhaltigkeit. Er war Gastprofessor in Haifa, Marseille, Schanghai und Danzig und ist Ehrenpräsident der Deutschen Gesellschaft Club of Rome.

Autoren/Hrsg.

Jischa, Michael F.

Inhaltsverzeichnis

1;Dynamik in Natur und Technik;1
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;Prolog: Worum geht es?;9
4;Teil I: Grundlegende Gesetzmäßigkeiten;15
4.1;1. Das Prinzip Nichtlinearität;15
4.2;2. Wachstumsgesetze;26
4.3;3. Rückkopplungen und Regelkreise;37
4.4;4. Vernetzte Systeme;42
4.5;5. Ableitungen und gewöhnliche Differenzialgleichungen;48
4.6;6. Deterministisches Chaos und fraktale Geometrie;53
5;Teil II: Beispiele zur Dynamik in Natur und Technik;61
5.1;7. Räuber-Beute-Modell;61
5.2;8. Pendel und Schwingungen;65
5.3;9. Konkurrierende Populationen;70
5.4;10. Überfischung;73
5.5;11. Sanddünen, Schüttgüter und Wellen;79
5.6;12. Von gewöhnlichen zu partiellen Ableitungen;89
6;Teil III: Dynamik in der Natur;93
6.1;13. Die Evolution der Erde;93
6.2;14. Himmelsmechanik;98
6.3;15. Luft und Wasser;111
6.4;16. Boden und Pflanzen;123
6.5;17. Die Geschichte der Ökologie;131
6.6;18. Artenvielfalt und Biodiversität;136
6.7;19. Stabilität und Chaos in der Ökologie;142
7;Teil IV: Dynamik in der Technik;147
7.1;20. Naturgesetze;147
7.2;21. Strömungsablösung und die Karmansche Wirbelstraße;157
7.3;22. Zellulare Strukturen, Materialverhalten und Kennzahlen;165
7.4;23. Verkehrsdynamik – Der Stau aus dem Nichts;174
7.5;24. Dynamik des Fliegens und des Segelns;178
7.6;25. Bionik – Lernen von der Natur;189
7.7;26. Die wunderbare Welt der Mathematik;197
8;Teil V: Leben im Anthropozän;207
8.1;27. Der Begri Anthropozän als Gegenwartsdiagnose;207
8.2;28. Der anthropogene Treibhauseffekt;215
8.3;29. Die Gefährdung der Ozeane;225
8.4;30. Die Ressource Wasser;234
8.5;31. Die Ernährung der Weltbevölkerung;242
8.6;32. Die Grenzen des Wachstums;251
8.7;33. Nachhaltigkeit und Technikbewertung;266
9;Teil VI: Resümee und Anregungen;276
9.1;34. Neuorientierung an der TU Clausthal;276
9.2;35. Zukun sfähige Lehre in den Technikwissenschaften;284
9.3;36. Zukunftsfähige Forschung am Beispiel der Energiewende;291
9.4;37. Risikowahrnehmung im Wandel der Zeit;304
9.5;38. Die Beschleunigung des Wandels;312
9.6;39. Handeln trotz Nichtwissen;318
9.7;40. Herausforderungen im 21. Jahrhundert;324
10;Epilog:Was ist das Problem?;331
10.1;Personenregister;332
10.2;Literaturverzeichnis – Zitierte und weiterführende Literatur;337
10.3;Über den Autor;344

Über Autor(innen)

Michael F. Jischa lernte, forschte und lehrte an den Universitäten Karlsruhe, Berlin (TU), Bochum, Essen und Clausthal in den Fächern Strömungsmechanik, Thermodynamik, Mechanik, Technikbewertung und Nachhaltigkeit. Er war Gastprofessor in Haifa, Marseille, Schanghai und Danzig und ist Ehrenpräsident der Deutschen Gesellschaft Club of Rome.