Viele Resultate der Zahlentheorie lassen sich dynamisch interpretieren, als Eigenschaften gewisser dynamischer Systeme. Ein klassisches Beispiel ist der aus dem 19. Jahrhundert stammende Approximationssatz von Kronecker, demzufolge für eine irrationale Zahl ξ die Menge der mit q∈Z im Einheitsintervall dicht liegt. (Kronecker gab noch eine genauere Abschätzung.) Das läßt sich interpretieren als Dichtheit der Orbiten…

Am Freitag ist der argentinische Physiker Miguel Virasoro gestorben, nach dem die Virasoro-Algebra benannt ist. Diese ist von zentraler Bedeutung in der Stringtheorie und der 2-dimensionalen konformen Feldtheorie. Das folgende Video verknüpft die mathematische Konstruktion der Virasoro-Algebra mit Bildern aus einem (texanischen?) Wald. Ebenfalls am Freitag verstorben ist Steven Weinberg, der als einer der bedeutendsten…

Mathematisch geht es in der Signalverarbeitung darum, eine Hilbert-Basis im (unendlich-dimensionalen) Vektorraum L2(R) aller quadratisch-integrierbaren Funktionen zu finden, so dass eine Funktion also durch ihre Koeffizienten in dieser Basis bestimmt ist und möglichst schon endlich viele der Koeffizienten die Funktion recht genau bestimmen. Die naheliegende durch Abschneiden von 1,x,x2,x3,…,xn,… gebildete Basis ist dafür aus verschiedenen…

Die klassische Mechanik geht auf Isaac Newton zurück. Er beobachtete, dass sich Körper unter der Wirkung eines Kraftfeldes F gemäß der Differentialgleichung bewegen. Eine allgemeinere Formulierung gelang im 18. Jahrhundert Lagrange, der die Bewegungsgleichungen aus Variationsprinzipien herleiten konnte, also als Euler-Lagrange-Gleichungen eines geeigneten Wirkungsfunktionals. Im 19. Jahrhundert erkannten Hamilton und Jacobi, dass man diese Euler-Lagrange-Gleichungen…

Beim Gaußschen Klassenzahlproblem ging es ursprünglich um die Anzahl der Äquivalenzklassen quadratischer Formen mit gegebener Diskriminante . Die Koeffizienten a,b,c sollen ganzzahlig sein und zwei quadratische Formen gelten als äquivalent, wenn sie durch einen linearen Basiswechsel mit ganzzahligen Koeffizienten, also eine Basiswechselmatrix aus auseinander hervorgehen. Gauß hatte in den 1801 veröffentlichten „Disquisitiones Arithmeticae“ für die…

Gestern fand die Gauß-Vorlesung – eine halbjährliche Veranstaltung der Deutschen Mathematiker-Vereinigung, die einer interessierten Öffentlichkeit einen Eindruck von aktueller Mathematik vermitteln soll – in Augsburg statt, coronabedingt online. Durch die Online-Übertragung konnte man diesmal von überall an der Veranstaltung teilnehmen, trotzdem war die Teilnehmerzahl mit gut 200 Zuhörern nicht höher als sonst auch. (Allerdings war…

Die Gauß-Vorlesungen finden zweimal im Jahr statt und sollen der interessierten Öffentlichkeit einen Eindruck geben, woran Mathematiker arbeiten. Einen Beitrag über die Gauß-Vorlesung in Regensburg mit Cédric Villani hatte ich mal hier und mit Koautoren hier und dort geschrieben. Die Gauß-Vorlesungen werden an wechselnden Orten veranstaltet und haben in der Regel einige Hundert Zuhörer aus…

Die Erstellung von Knotentabellen und damit verbundene Versuche, nicht-äquivalente Knoten zu unterscheiden, begannen im 19. Jahrhundert. Zu einem Knoten im R3 oder besser in dessen Ein-Punkt-Kompaktifizierung S3 kann man das Knotenkomplement oder besser das Komplement einer Tubenumgebung des Knotens, eine 3-Mannigfaltigkeit mit einem Torus als Rand. Wenn zwei Knoten nicht-homöomorphe Knotenkomplemente haben, können sie nicht…

Gewisse Zikadenarten haben einen Lebenszyklus von 13 oder 17 Jahren, d.h. sie überleben 13 oder 17 Jahre lang eingesponnen als Puppe und erwachen im 13. oder 17. Jahr für einige Wochen zum Leben. Es fällt auf, dass 13 und 17 eine mathematische Besonderheit haben: es handelt sich um Primzahlen. Edward Dunne vom Blog Beyond reviews:…

Komplexe Dynamik befasst sich mit der Iteration einer Funktion auf der komplexen Zahlenebene. Zu einer Funktion f betrachtet man, wie sich komplexe Zahlen z bei wiederholter Anwendung von f verhalten; es geht also um die Folge . Wenn zum Beispiel iteriert wird, wird diese Folge bei einem Startwert z innerhalb des Einheitskreises gegen Null konvergieren,…