Lange Nacht der Mathematik
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10. Lange Nacht der Mathematik am 21. April 2023
Am 21. April 2023 wird sich ab 15 Uhr bis Mitternacht an der HKA wieder alles um die Mathematik drehen. Wie vielschichtig diese universale Wissenschaft ist, zeigen Professorinnen und Professoren der Hochschule in ihren Programmbeiträgen nach einer pandemiebedingten "Auszeit" auf's Neue. Die Themen werden didaktisch allgemeinverständlich vorgestellt. Die über die Stadtgrenzen von Karlsruhe hinaus bekannte Veranstaltung richtet sich nicht nur an Mathematikbegeisterte, sondern ganz besonders auch an Schülerinnen und Schüler, Studieninteressierte und nicht zuletzt an Mathe-Skeptiker, auch um ihnen mögliche Vorbehalte zu nehmen. Durch die Veranstaltung führt Prof. Dr. Sebastian Ritterbusch. Der Eintritt ist frei. Die Veranstaltung ist barrierefrei.
Für das leibliche Wohl sorgt der Allgemeine Studierendenausschuss (AStA). Die Pausen zwischen den Vorträgen können im Foyer des Erdgeschosses bei einem Imbiss und der Besichtigung historischer Rechenmaschinen verbracht werden. Besucher*innen, die sich für ein Studium an der HKA interessieren, finden dort außerdem bis 21 Uhr einen Beratungsstand der Zentralen Studienberatung vor.
Das Programm gliedert sich in fünf Vortragsblöcke:
Programm
Anschauliches
15 Uhr
Begrüßung
Prof. Dr. Angelika Altmann-Dieses
Prorektorin für Studium, Lehre und Internationales
anschließend
Das dreifarbige Dreieck
Prof. Dr. Peter Becker
Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik
Farbige Elemente werden in einem auf der Spitze stehenden Dreieck nach fest vorgegebenen Regeln reihenweise von oben nach unten platziert. Es stellt sich die Frage, ob die Farbe des Elements in der unteren Spitze des Dreiecks dabei vorhergesagt werden kann. Mithilfe des Modulo-Operators lässt sich zeigen, dass bei einer ganz bestimmten Zahl von Elementen in der obersten Reihe dies tatsächlich auf überraschend einfache Weise möglich ist.
15:30 Uhr
Wie Google Maps in die Zukunft schaut
Prof. Dr. Dennis Janka
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Was passiert eigentlich, wenn man sich von einem modernen Navigationssystem von A nach B leiten lässt? Um die schnellste Route von A nach B vorzuschlagen, muss das System vorher "wissen", wie lange die Fahrt auf den unterschiedlichen Abschnitten dieser Route dauern wird. Dazu bezieht es die aktuelle, aber auch die (mögliche) zukünftige Verkehrssituation mit ein. Anhand des Beispiels Google Maps werden die mathematischen Bausteine eines solchen Systems vorgestellt, das uns die Ankunftszeit oft bemerkenswert gut vorhersagt und mit dem wir im besten Falle schneller ankommen.
16 Uhr
Mathematik – mit Abstand am besten
Prof. Dr. Ralph Pollandt
Fakultät für Architektur und Bauwesen
Mathematik und Abstand – wer würde da nicht an den „ganz normalen“ euklidischen Abstand zweier Punkte in der Ebene oder im Raum denken, wie er sich mit einem Lineal bestimmen lässt? Allerdings kommen Fragen in zweierlei Hinsicht auf. Erstens könnte man, gerade auch in Hinblick auf praktische Anwendungen (Wie lange braucht ein Taxifahrer, um sich durch den New Yorker Großstadtdschungel zu kämpfen? Welche Missliebigkeiten bringt ein Schienennetz mit sich, das sehr auf einen zentralen Umstiegsknoten fixiert ist?), den Abstand zweier Punkte auch anders festlegen – es gibt durchaus Alternativen zur Anwendung des Satzes von Pythagoras! Und zweitens: Könnte man nicht Abstandsbegriffe für ganz andere Elemente als Punkte festlegen? Vielleicht sogar den Abstandsbegriff vereinheitlichen und so ganz viel Beweisarbeit sparen? Im Vortrag wird mit der Metrik ein solcher allgemeiner Abstandsbegriff angegeben. Für mathematiktypische Elemente wie Punkte und Funktionen werden Standardmetriken, aber auch jeweils teils überraschende Alternativen vorgestellt. Weiterhin lässt sich der Abstandsbegriff auch auf in der Mathematik weniger gebräuchliche Elemente wie Wörter und sogar ins Schachspiel hinein ausdehnen. Freuen Sie sich auch hier auf spannende Ideen …
16:30 Uhr
Pause
Angewandtes
17 Uhr
Mathematik und Wetter
Prof. Dr. Stefan Ritter
Fakultät für Elektro- und Informationstechnik
Was hat Mathematik mit Wetter zu tun? Der Vortrag skizziert die Historie der Wettervorhersage und die Rolle der Mathematik bei dieser Entwicklung. Die ersten Ansätze zur „Berechnung“ des Wetters reichen etwa bis ins Jahr 1900 zurück. Die Fortschritte bei der Wettervorhersage in den letzten hundert Jahren gingen einher mit Entwicklungen in verschiedenen Teildisziplinen der Mathematik, insbesondere der numerischen Mathematik. Wie wird das Wetter berechnet? Wieso sind enorme Rechenkapazitäten notwendig? Mit der Numerischen Wettervorhersage werden seit einigen Jahren zuverlässige kurz- und mittelfristige Prognosen erstellt. Was vor hundert Jahren illusorisch war, ist heutzutage aufgrund der rasanten Entwicklung der Rechenleistung durchaus machbar. Dennoch stößt man an prinzipielle Grenzen ...
17:30 Uhr
Mathematik in den Medien
Prof. Dr. Ivica Rogina
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
In den letzten Jahren ist eine bedauernswerte Absenkung der Anforderungen in der Schulmathematik zu beobachten. Die Mathematik an den Hochschulen muss immer mehr die Aufgabe übernehmen, Lücken zu füllen. Ich greife die These auf, dass die Medien - und zwar nicht nur die sozialen, sondern auch und vor allem die klassischen Medien wie Radio, Fernsehen, Zeitungen - der Mathematik-Ausbildung und, in Konsequenz, der Leistungsfähigkeit unserer zukünftigen Gesellschaft schaden, indem sie ein schlechtes Bild der Mathematik zeigen. Die mathematischen Fähigkeiten vieler Journalisten sind erschreckend niedrig. Im Vortrag will ich zeigen, wie schlimm es anscheinend ist - anhand von Beispielen die irgendwo zwischen entsetzlich und witzig sind: von LKWs die größer sind als Dutzende Güterzüge zusammen, über kuriose Prozentrechnungen, bis hin zu Torpfosten, die die Zahl der Tore in einer Fußballsaison verfünfunvierzigfachen können.
18 Uhr
Kunden mit ähnlichen Interessen interessiert auch ...: Wie Empfehlungsdienste funktionieren
Prof. Dr. Andreas Wagner
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Empfehlungsdienste nutzen die Daten von ähnlichen Kunden, um anderen Kunden personalisierte Vorschläge zu unterbreiten. Dabei werden Algorithmen eingesetzt, die auf Basis von Nutzerdaten Vorhersagen über weitere Interessen und Kaufentscheidungen treffen können. Wir klären auf, wie diese Algorithmen grundsätzlich funktionieren, was ähnliche Kunden sind und warum manche Anbieter dafür ihre Dienste sogar gratis anbieten.
18:30 Uhr
Pause
Ungewisses
19 Uhr
Miller-Rabin-Primzahltest
Prof. Dr. Heiko Körner
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Primzahlen sind Zahlen, die genau zwei verschiedene Teiler haben (nämlich 1 und sich selbst). Große Primzahlen mit 200 und mehr Ziffern werden z. B. in der Kryptographie verwendet und sind daher für den täglichen Umgang mit Verschlüsselungsverfahren allgegenwärtig. Aber wie erkennt man überhaupt, ob eine so große Zahl eine Primzahl ist? Mit den üblichen „Probedivisionen“ kommt man aus zeitlichen Gründen nicht weiter. Der Vortrag zeigt, wie es geht – und zwar ganz, ganz anders …
19:30 Uhr
Das Simpson-Paradoxon
Prof. Dr. Reinhard Bauer
Fakultät für Wirtschaftswissenschaften
Ein Effekt, der verschwindet, wenn man ihn näher betrachtet. Drei Personen, die Widersprüchliches behaupten - und doch alle recht haben. Eine Online-Kampagne, die erfolgreich scheint - und doch nicht ist. Eine neue Behandlung, die besser wirkt - und gleichzeitig schlechter. Lernen Sie das Simpson-Paradoxon kennen! Vor über 100 Jahren erstmals beschrieben, ist dieses Phänomen immer noch aktuell. Der Vortrag beleuchtet auch benachbarte Effekte und versucht außerdem die Fragen zu klären, wieso Vorlesungen nach Meinung der Studierenden deutlich häufiger besucht werden, als nach Meinung der Professoren und wieso beim Joggen im Wald wahrscheinlich fast niemand in Ihrem Tempo läuft.
20 Uhr
Risiko in der Mathematik
Prof. Dr. Andrea Wirth
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Die zentrale Frage, ob die Mathematik im Risikomanagement hilft oder ob die Mathematik ein Risiko darstellt, hat schon immer die Menschheit beschäftigt. Kurz: die Frage, die sich jeder Schüler oder Student auch in Verlauf seines Lebens mehrfach gestellt hat. Die
- Definition von Risiken – damit muss eine Mathematikerin anfangen.
- Der Prozess Risiken zu managen – „puuh Prozesse wie betriebswirtschaftlich…“
- Die Frage – „Geht Mathematik auch ohne Risiko?“
- Die humorvolle Mathematik – sitzen zwei(hundert) Studierende in der Klausurvorbereitung …
- und die zentrale Frage „Klappt das dann auch? …“
stehen im Vortrag im Fokus. Wir diskutieren die zwei zentralen Sichtweisen und verstehen den Unterschied an anschaulichen, weniger gebräuchlichen, teils überraschenden Beispielen. Die mathematische Betrachtung von Effekten wird um die psychologische Dimension erweitert. Dies alles gemäß dem Motto: „Wer nicht wagt, der nicht gewinnt!“ oder auch „Alles im Leben ist Risiko!“
20:30 Uhr
Pause
Ewiges
21 Uhr
Zehn Lange Nächte – ein Rückblick
Prof. Dr. Klaus Dürrschnabel
Fakultät für Informationsmanagement und Medien
Prof. Dr. Ulrich Reich
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Prof. Ulrich Reich von der Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik sowie Prof. Dr. Klaus Dürrschnabel von der Fakultät Informationsmanagement und Medien gehören zu den Initiatoren der ersten Langen Nacht der Mathematik im Jahr 2000. Dass sich daraus eine langjährige Tradition mit Kultcharakter ergeben würde, hätten sie damals nicht für möglich gehalten. In dem Vortrag werden die Zuhörerinnen und Zuhörer auf eine Zeitreise durch all die stattgefundenen Langen Nächte mitgenommen. Einzelne interessante Vortragsthemen der Referenten in diesen Jahren werden besprochen.
21:45 Uhr
Das Unzugängliche erforschen – elektrische Widerstandstomografie
Prof. Dr. Andreas Helfrich-Schkarbanenko
Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik
Wir gehen der Frage nach, wie man das Innere eines Objekts zerstörungsfrei untersuchen kann. Am Beispiel der Widerstandstomographie – einem bildgebenden Verfahren – reisen wir, gewappnet mit einem Spannungsmessgerät, der Finite-Elemente-Methode und Matrizen, in das Innere von Materialien. Unterwegs erfahren wir die Mathematik aus einer praktischen Perspektive und werden überraschend dem Elefantenrüsselfisch begegnen, der eigene Ströme erzeugt und Spannungen misst, um seine Umwelt im trüben Wasser über aktive Elektroortung wahrzunehmen und mit Gleichgesinnten zu kommunizieren.
22:15 Uhr
Endloses Addieren
Prof. Dr. Ferdinand Olawsky
Fakultät für Maschinenbau und Mechatronik
Wir beginnen mit einer positiven Zahl, zu der wir gleich eine weitere positive Zahl addieren. Zum Ergebnis addieren wir noch eine positive Zahl, und dann noch eine und noch eine und noch eine und noch eine… Warum wir das machen? Weil es Spaß macht! Aber ist das endlose Addieren denn auch sinnvoll? Anhand zweier erstaunlicher Beispiele schauen wir uns an, wohin das endlose Addieren uns führen kann. Welchen Überhang können wir erzeugen, wenn wir gleichgroße Bauklötzchen versetzt aufeinander legen? Und warum kann Achilles die Schildkröte nicht einholen? Der Vortrag liefert die Antworten.
22:45 Uhr
Pause
Tiefes
23 Uhr
Deep Learning
Prof. Dr. Reimar Hofmann
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Zum Vortrag:
- Angerissen wird die Definition von „Deep Learning“
- Beispiele für wichtige Anwendungsfelder (Bild- und Sprachverarbeitung)
- Die Grundidee, wie es funktioniert
- Welches Problem lange den Durchbruch von Deep Learning und damit von Bild- und Spracherkennung verhindert hat
- Wie das Problem gelöst wurde
23:30 Uhr
Der mathematische Urknall
Prof. Dr. Thomas Morgenstern
Fakultät für Informatik und Wirtschaftsinformatik
Es gibt unterschiedliche Mythen über die Entstehung der Welt. Bei den Orphikern legt Chronos ein silbrig schimmerndes Ei in die dunkelste Tiefe des Chaos. Bei den Atomisten entsteht das All explosionsartig durch einen Funken aus einer heißen Wolke von Atomen. Bei den Pythagoreern entsteht der Kosmos aus der 1 und alles ist Zahl. Wie kann das mathematische Universum aber entstanden sein?
