Und diese Verdoppelung der Perioden mitsamt der ihr innewohnenden Selbstähnlichkeit ist keine spezielle Eigenschaft der logistischen Gleichung! Es ist ein fundamentales Merkmal nichtlinearer Systeme und tritt überall dort auf, wo das Chaos eine Rolle spielt. Und das kann an überraschenden Orten passieren. 1981 haben Wissenschaftler den Herzschlag bei Lebewesen untersucht und bei dieser Analyse genau die gleichen Perioden-Verdoppelungen gefunden wie sie in der logistischen Gleichung auftreten.

Heute ist den meisten Wissenschaftlern bewusst, das chaotische Phänomene fast immer eine wichtige Rolle spielen, wenn man komplexe Systeme untersucht. Aber in den 1970er Jahren war man davon höchst überrascht. Man dachte, man müsste nur die richtigen Gleichungen finden, um ein vernünftiges Modell der Realität zu finden. Aber die simplen Modelle waren unzureichend, um die Natur wirklich beschreiben zu können. Und sobald man sie auch nur ein kleines bisschen komplexer machte, handelte man sich sofort jede Menge Chaos ein.

Wie universell das Chaos wirklich ist, was die Selbstähnlichkeit in der Natur zu suchen hat und welche Rolle Mandelbrot und Feigenbaum in dieser ganzen Geschichte spielen, erfahrt ihr dann in der nächsten Folge von “Best of Chaos”!

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Kommentare (13)

  1. #1 AP
    11. Februar 2015

    Wenn man r als Wachstumsparameter bezeichnet, kann er nicht negativ sein. Dann müsste man sagen: ist er kleiner als 1, sinkt die Population …. etc.

  2. #2 Florian Freistetter
    11. Februar 2015

    @AP: “Wenn man r als Wachstumsparameter bezeichnet, kann er nicht negativ sein.”

    Und was ist mit negativem Wachstum? So wird das Ding halt genannt…

  3. #3 Earthshaker
    11. Februar 2015

    @FF: Es ging AP bestimmt um den beschreibenden Text zur ersten Gleichung, wo steht, dass bei negativem “r” die Population kleiner würde. Dort müsste doch in der Tat stehen, dass “0 kleiner r kleiner 1 ” zu sinkender Population führt. Ein negativer Wert von r würde ja zu zu einem negativen Wert für x_neu führen, was bestimmt unsinnig ist.

  4. #4 AP
    11. Februar 2015

    Wenn man r &lt 1 als negativ bezeichnet, ist alles ok. Ich wollte nur darauf hinweisen, dass das vielleicht nicht mit dem üblichen Begriff “negativ” zusammenfällt.

  5. #5 robsn
    11. Februar 2015

    Hab das ganze mal in eine Excel-Tabelle getan – mit r= 2,5 ist man ab dem 27. Zyklus tatsächlich bei glatten 0,6.

    r=4 hingegen führt zum sofortigen Weltuntergang. =)

  6. #6 Johannes
    11. Februar 2015

    Ist der Wachstumsparameter positiv, dann wächst die Population; ist sie negativ, dann sinkt die Zahl der Individuen.

    Ich denke auch, dass der Satz so nicht richtig ist. Wenn Du in der angegebenen Formel r negativ machst, bekommst Du für das nächste Jahr eine negative Population, was nicht sinnvoll ist.

    Das Problem entsteht meiner Meinung nach weil r nicht wirklich ein Wachstumsparameter ist. Man sollte r besser ersetzen durch den Ausdruck 1 – r’. Dann hättest Du tatsächlich einen Wachstumsparameter r’, der auch negativ werden kann.

    Liebe Grüße
    Johannes

    PS: Ist wie bei der Zinsrechnung: Wenn Du 5% Zinsen bekommst, musst Du Deinen Kontostand auch mit (1+5%=1,05) multiplizieren und nicht mit 0,05.

  7. #7 Florian Freistetter
    11. Februar 2015

    @AP:Sorry, das habe ich dann missverstanden und du hast recht. Ich korrigiere das.

  8. #8 Alderamin
    11. Februar 2015

    @robsn

    r=4 hingegen führt zum sofortigen Weltuntergang. =)

    Aber nur mit Startwert x0=0,5 (oder 0 oder 1,0, die bei jedem r zum Weltuntergang führen).

  9. #9 robsn
    11. Februar 2015

    @Alderamin: Hast recht – logisch. Aber so ein r wird sich wohl für jeden Startwert finden lassen(?).

    Das Phänomen an sich ist aber wirklich interessant. Macht Spaß mit den Werten zu spielen.

    Bin gespannt, wie die Serie weitergeht. Die ersten beiden Artikel waren wirklich mal wieder ein Highlight für Laien wie mich.

  10. #10 Alderamin
    11. Februar 2015

    @robsn

    Bin gespannt, wie die Serie weitergeht.

    Ich tippe mal auf Apfelmännchen 😉

    Während meiner Studienzeit waren die total hip. Wir haben unsere alten Kisten (Apple ][, Amiga, Atari) nächtelang gequält, um 200 Iterationen tiefe Bilder zu rechnen. Vor 10 Jahren habe ich mir dann ein flottes Programm für den Pentium vom Netz runtergeladen, da konnte man schon live in das Bild zoomen. Geht sicher heute zusätzlich noch in 3D.

  11. #11 kdm
    11. Februar 2015

    Ich vermisse seit geraumer Zeit die lustigen Beiträge zu spinnerten Esoterikern, kümmert sich jetzt jemand anders um die?
    …denn die werden ja ihre Religionen nicht aufgegeben haben, denn jede Generation fängt immer neu an, nichts zu wissen und man muss von einer zyklischen Verblödung ausgehen, die von Generation zu Generation wiederkehrt.
    Also, wo werden sie jetzt abgewatscht?

  12. #12 Florian Freistetter
    11. Februar 2015

    @kdm: “Also, wo werden sie jetzt abgewatscht?”

    Sorry wenn ich in nem Wissenschaftsblog auch über Wissenschaft schreibe… Und “abwatschen” muss man niemanden, auch nicht Esoteriker. Kritisieren, ja. Und das tue ich auch – aber es bringt nix, zum 100ten Mal zu erklären, das Homöopathie oder Astrologie Unsinn ist. Das habe ich schon oft genug gemacht und so viel hat sich am Status Quo nicht geändert. Aber wenn sich kritikwürdiges zuträgt, dann werde ich das mit Sicherheit auch kritisieren. In der Zwischenzeit kann ich dich auf mein Blog beim Standard verweisen, dass sich ganz der Kritik der Irrationalität widmet. Hier sind die Infos: https://scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2014/11/13/so-ein-schmarrn-ein-neues-blog-ueber-esoterik-und-pseudowissenschaft/

  13. #13 Hans
    26. Februar 2015

    In der Vergrösserten Version des Diagramms sind auch solche Wellenlinien erkennbar, die mich zum Teil an Schwingungen, zum Teil aber auch an ballistische Kurven erinnern, obwohl beides nicht zutrift. Aber wie kommen die zustande, bzw. was hat es damit auf sich?