Vorlesungen und Seminare

Vorlesung, Seminar und Blockkurs über Komplexe Systeme im WiSe 09/10 gemeinsam mit Prof. E. Bodenschatz

Die Vorlesung bietet zusammen mit einem Seminar (Von Nanoripples bis zum Börsencrash: Fallstudien komplexer Systeme in Physik, Biologie und Ökonomie s. studip) und einem Blockkurs (findet in der vorlesungsfreien Zeit statt, Terminabsprache in der Lehrveranstaltung, Umfang 4 CP=120 h = 8 Tage ganztägig + Vor und Nachbereitung) eine vollständige Einführung in die wichtigsten Methoden und viele Beispiele zur Modellbildung und Analyse komplexer Systeme im Gesamtumfang von 8 CP.

Vorlesung, Seminar und Blockkurs werden gemeinsam von Prof. E. Bodenschatz und Prof. R. Kree durchgeführt.

Unter Komplexen Systemen versteht man Systeme aus vielen, möglicherweise heterogenen Bestandteilen, die spontan neuartige Eigenschaften zeigen, welche man in den einzelnen Bestandteilen nicht findet. Beispiele sind: Phasenübergänge, Muster in hydrodynamischen Systemen, Aktivitätsmuster in Netzwerken (neuronal, Internet), raum-zeitliche Verteilung von biologischen Populationen, Struktur- und Funktionsbildung in biologischen Zellen, geologische Morphologien (z.B. Dünen), Crashphänomene (Börse, Erdbeben), plötzlicher Herztod, Wolkenstrassen, Selbstorganisation von Bakterienkolonien, Chemotaxis und Zellmigration, Dendritisches Kristallwachstum Selbstorganisation autokatalytischer Systeme - CO-Oxidation im Katalysator, Rosten von Metallen etc.

Die folgenden Systemklassen werden eingeführt und jeweils an Beispielen erläutert.

  1. Nichtlineare Dynamik, Hydrodynamik, Reaktions-Diffusionsmodelle, Musterbildung
  2. Netzwerkmodelle und deren Analyse
  3. stochastische Dynamik

Die Methoden umfassen eine Auswahl von analytischen und numerischen Ansätzen und Einblicke in experimentelle Zu Die Vorlesung bildet zusammen mit dem Seminar Von Nanoripples bis zum Börsenchrash (siehe studip Kurs) und einem Blockkurs in den Semesterferien eine sinnvolle Lehreinheit von 8CP.

Literatur:

  1. Pattern Formation and Dynamics in Nonequilibrium Systems Michael C. Cross, Henry Greenside Oxford University Press Hardback (ISBN-13: 9780521770507)
  2. Nino Boccara, Modeling Complex Systems, Springer 2004
  3. C. P. Fall, E.S. Marland, J.M. Wagner, J.J. Tyson, Computational Cell Biology, Springer 2002
  4. B. Mandelbrot, Fractals and Scaling in Finance, Springer,1997
  5. Weitere Literatur in der Vorlesung..

Vorlesung Einführung in die klassischen Feldtheorien

Gelesen 2004 und 2007. Hier ein ausführliches pdf Skript

Statistische Physik

Diverse Skriptteile zu statistischer Physik und Themrodynamik, die insbesondere ergänzendes Material oder Arten der Darstellung beinhalten, die von den Standardvorschlägen für Lehrbücher abweichen

: Statistische Beschreibung physikalsicher Systeme, Anfang einer statistischen Physik Vorlesung, die eine Zugang über Stochastik und Monte Carlo benutzt

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