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Kategorientheorie: Mathematik aus der Vogelperspektive

In den letzten 70 Jahren entstand ein mathematischer Bereich, der es unter anderem ermöglicht, unerwartete Zusammenhänge aufzudecken. Inzwischen findet die abstrakte Disziplin auch handfeste Anwendungen in der Physik, Informatik oder Linguistik.
Mathematistan

Stellen Sie sich vor, Sie fliegen über eine Welt namens Mathematistan. Relativ mittig erblicken Sie das bekannte Reich der Arithmetik, in dem Zahlen miteinander addiert, multipliziert, voneinander abgezogen und dividiert werden. Daran grenzen die Hügel der Zahlentheorie, mit Primzahlen und anderen seltsamen Konstrukten, während sich südlich das riesige Kalifat der Al-Gebra befindet, in dem sich nicht nur wie in der Arithmetik Zahlen miteinander verknüpfen lassen, sondern auch kompliziertere Objekte wie Matrizen.

In solcher Höhe verschwimmen die Details der einzelnen Gebiete, man kann bloß grobe Strukturen erkennen. Dafür macht man Brücken und Grenzregionen zwischen den verschiedenen Reichen aus, die sie verbinden …

Kennen Sie schon …

Spektrum Kompakt – Pi ist überall - Die fabelhafte Welt der Mathematik

Häufiger als man denkt, schleicht sie sich in unseren Alltag ein: Die Kreiszahl Pi spielt nicht nur eine Rolle bei runden Flächeninhalten, sondern auch bei Lebenssimulationen, Streichhölzern oder Billardspielen - und obwohl sie seit jeher fasziniert, wirft ihr Vorkommen noch immer Fragen auf.

Spektrum - Die Woche – »Das fühlt sich an wie eine Narkose«

Menschen im Winterschlaf? Was in dieser Zeit mit dem Körper passieren würde und wieso die Raumfahrt daran so interessiert ist, lesen Sie im aktuellen Titelthema der »Woche«. Außerdem: Zwischen den Zeilen einer Heiligenschrift aus dem Jahr 510 lässt sich das Alltagsleben am Donaulimes entdecken.

Spektrum der Wissenschaft – Das Geheimnis der Dunklen Energie

Seit ihrer Entdeckung ist der Ursprung der Dunklen Energie rätselhaft. Neue Teleskope und Theorien sollen Antworten geben. Außerdem: Mit DNA-Spuren aus Luft oder Wasser lässt sich die Verbreitung verschiedenster Arten störungsfrei erfassen. Lassen sich riesigen Süßwasservorkommen, die unter mancherorts unter dem Meeresboden liegen, als Reserven nutzen? RNA-Ringe sind deutlich stabiler als lineare RNA-Moleküle und punkten daher als Arzneimittel der nächsten Generation. Ein Mathematiker ergründete auf Vanuatu, wie die Sandzeichnungen der Bewohner mit mathematischen Graphen zusammenhängen.

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  • Quellen

Baez, J. C., Stay, M.: Physics, topology, logic and computa­tion: a rosetta stone. In: Coecke, B. (Hg.): New structures for physics. Springer, 2011

Bradley, T.-D.: What is applied category theory? ArXiv 1809.05923, 2018

Marquis, J.-P.: From a geometrical point of view. Springer, 2009

Mazur, B.: When is one thing equal to some other thing? In: Gold, B., Simons, R. A. (Hg.): Proof and other dilemmas: mathematics and philosophy. Mathematical Association of America, 2008

Spivak, D. I.: Category theory for the sciences. MIT Press, 2014

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