Neu im Catch-up Service: Mathematik der sinnlichen Kraft

Prof. Dr. Leo van Hemmen: Wüstenskorpion, Krokodil, Schleier-Eule & Menschenohr

Man spricht von den fünf Sinnen eines Menschen. Tatsächlich sind es viel mehr sinnliche Kräfte an der Arbeit, wenn wir uns bewegen, das Gleichgewicht halten und unsere Lebendigkeit ausüben.

Die Evolution zeigt sich als eine Wunderkammer verblüffender Kooperationen zwischen den sinnlichen Fähigkeiten der Lebewesen. Der Wüstenskorpion ist z. B. ein sinnlicher Mathematiker seiner Sinneskräfte. Im trocknen Sand, der sich in der Wüste wie eine Wasserfläche verhält, referieren winzige Härchen an den acht Beinen des Tiers den genauen Ort und den Weg einer Beute. Über vier Lebensjahre verfügt dieser Skorpion. Als Nahrung braucht er pro Jahr eine fette Motte. Also viermal Beutemachen im Leben. Dafür besitzt das blinde Tier staunenswerte Präzisionswerkzeuge der Ortung.

Ganz anders die Schleier-Eule. Die Ernährung ihrer Jungen und des Weibchens fordert von dem nächtlich jagenden männlichen Tier, dass es alle zehn Minuten eine Maus fängt und zum Nest bringt. Die Koordination des Ohrs der Schleier-Eule weist dafür eine extrem genaue Winkelgenauigkeit auf. Es ist merkwürdig, dass diese Treffsicherheit des Ohrs auch zu den Eigenschaften von uns Menschen gehört.

Für Krokodile und Vögel wäre der Abstand zwischen den Ohren zur genauen Orientierung im Raum unzureichend. Die Natur hat bei ihnen daher eine Direktkommunikation der Ohren durch einen Tunnel oder „Konzertsaal“ im Kopf erfunden.

Der Bio-Physiker Prof. Dr. Leo van Hemmen untersucht die feinabgestimmte biologische Basis in der die Neuronen in extrem kurzer Zeit und mikrostrukturell im Gehirn diese Mathematik der sinnlichen Kraft ausüben. Die sinnlichen Kräfte erweisen sich in ihrer Praxis als erfahrene Mathematiker.

Wir Menschen in der Zivilisation machen von unseren sinnlichen Fähigkeiten nur teilweise Gebrauch. Was wir dabei nicht verlernt haben ist das Lernen selbst: Die Plastizität des Gehirns. Fahrradfahren oder Schwimmen lernen bleiben hochkomplexe, kooperative Aktionen zwischen den Sinnen. Das Belohnungssystem beim Lernen liegt, sagt Leo van Hemmen, darin, dass die Sinne von sich aus ein Vergnügen daran haben, zusammenzuwirken: Wenn ihnen etwas Ganzes gelingt. Die Belohnungen, die wir verstehen, und die tatsächlichen (offenbar auf anderer Ebene ebenfalls lustvollen) Vorgänge auf der Mikroebene zwischen den Neuronen und Synapsen sind dabei zwei verschiedene Welten.

Alles dies wird biophysikalisch durch einen imposanten Aufwand an Mathematik regiert, von dem unser Verstand nur wenig wahrnimmt.

Begegnung mit dem Bio-Physiker Leo van Hemmen.

► Mathematik der sinnlichen Kraft (10 vor 11, Sendung vom 02.10.2017)


Sehen Sie dazu auch auf dctp.tv:

► Mathematik – was ist das?

Hans Magnus Enzensberger gehört zu den Autoren, die den Respekt vor der Mathematik einfordern. Er war Initiator für die vorliegende Sammlung von Online-Beiträgen zur Mathematik.

Nach einer Sichtweise präexistieren die Dinge in der Mathematik, und wir entdecken sie nur. In einer anderen erfinden wir sie, konstruieren wir sie. In jedem Fall neigt die Mathematik, wie jede andere Wissenschaft auch, zum Größenwahn.


► Tasten, Kleben, Kneten

Zu den ältesten Sinnen in der Evolution gehört der Tastsinn. Aber auch auf jede andere sinnliche Kraft in uns gründet sich ein Ausdrucksvermögen. In den Worten steckt Sinnlichkeit. Die Wissenschaft der Semiotik, die die Regeln verfolgt, in der die Worte funktionieren, entdeckt in unserer Sprache die gesamte Vorgeschichte der menschlichen Natur. Dabei verhält sich die Sinnlichkeit der Worte vorwiegend konservativ. Im Einzelnen aber ist sie neuerungssüchtig. Konservativ ist sie insofern als es 100 Jahre und mehr dauert bis sich eine neue Erfahrung in Worten festmacht. So weiß heute keiner mehr, dass in dem modernen Wort „hecheln“, die Erfahrung aus der Verarbeitung von Flachs steckt, die kaum einer mehr kennt.

Prof. Dr. Dagmar Schmauks, Technische Universität Berlin, über die Sinnlichkeit der Worte.


► Von Sandfischen und künstlichen Libellen

Die Natur und die Evolution übertreffen jeden Ingenieur an Erfindungsreichtum. Die Wissenschaft von der Bionik konzentriert sich auf die Untersuchung von Tieren und Pflanzen, mit dem Interesse, technische Neuerungen für die moderne Industrie an ihnen abzulesen. Am Beispiel des Wüstenfischs und von künstlichen Libellen, die er konstruierte, entwickelt der Bioniker Prof. Dr. Ing. Ingo Rechenberg Zukunftsperspektiven der Technik.
Der Sandfisch ist seit etwa 9 000 Jahren an das Leben in der Sahara angepasst. An sich handelt es sich um eine Eidechse. Sie kann aber in den Tiefen des Sandes “wie ein Fisch” jagen. Die Evolution hat die Haut dieses Tieres riebfester gemacht als der beste Stahl.

Prof. Rechenberg über diese und viele andere interessante Erfindungen der Natur, die für moderne Technologien neue Wege weisen.


► Erst die Musik, dann die Worte

Lungenfische und Löwen, Nachtigallen und Wale äußern sich durch Laute und sie “singen”. Aber nur Menschen haben eine grammatische Sprache entwickelt. Entstanden die Wörter dieser Sprache einzeln? Oder gab es zuerst die “Sprache minus Bedeutung”, d.h. die Musik?

Der Bioakustiker Prof. Dr. William Tecumseh Fitch von der Harvard University erforscht die Evolution der Sprache. Es geht um den gesellschaftlichen Ursprung der Sprache.


► Ich bin Hirnforscher

Thomas Südhof ist ein Grenzgänger zwischen Europa und den USA. Er gehört zu den weltweit bedeutendsten Hirnforschern. Am milliardenschweren Human Brain Project ist er beteiligt. Vor etwa 800 Millionen Jahren, sagt er, entwickelten sich aus urzeitlichen Lebensformen die Tiere. Was sie von Anfang an auszeichnet, sind chemische und später elektrische Botenstoffe und Signale, die die lebendigen Reaktionen ausmachen. Aus dieser internen Kommunikation („empfindender Zellen“) entwickeln sich Nerven und Hirn.

Die Potenz dieser Gehirne, vor allem die des menschlichen, ist enorm. Dies ist paradoxerweise der Unbestimmtheit und Ungenauigkeit der Informationsübertragung zwischen den Synapsen, den Verbindungs- und Nahtstellen zwischen den Elementen des Gehirns, zu verdanken. Gerade die Unbestimmtheit gibt die Chance für die Ausweitung der Information. In ihr besteht die Plastizität des Denkorgans.

Dieses Gehirn, das untrennbar mit dem Körper verknüpft ist, bleibt auch für die modernste Forschung ein Rätsel. Ein Schwerpunkt der Forschung von heute bezieht sich auf die Krankheiten des Geistes, von denen Thomas Südhof annimmt, dass wir deren organische Basis künftig erkennen werden.

Es gibt wenige Personen in der Welt, die so überzeugend sagen können „Ich bin Hirnforscher“ wie Prof. Dr. Südhof.