Könnte mir jemand ein Beispiel für nichtlineare Systeme in der Natur nennen?

4 Antworten

Wirft man auf eine Dartscheibe Pfeile, so verhalten sich die Abstände zum Vorgänger nicht linear zueinander.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Mathematik
Hamburger02  13.01.2016, 17:19

Linearität kann vieles Bedeuten.

In der Systemtheorie ist ein dynamisches nichtlineares System laut wiki:
"Unter dynamischen nichtlinearen Systemen versteht man solche, die auch Speicherelemente und damit ein „Gedächtnis“ besitzen. Dadurch wird die Systemantwort nicht vom augenblicklichen Wert des Systemreizes allein bestimmt. Sie hängt auch von der Vorgeschichte, also von der Stärke der vorangehenden Erregung ab."

Nichtlineare Systeme enthalten grundsätzlich Rückkoppelungen zwischen Systemelementen, die dazu führen, dass mindestens ein Term der beschreibenden Differentialgleichung nichtlinear ist.

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Suboptimierer  13.01.2016, 17:21
@Hamburger02

Ach es gibt sogar eine Theorie um Systeme. Ich dachte, es wäre ein lose verwandtes Wort aus dem Sprachgebrauch, wie "Dingens" gewesen.

Okey, thx.

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Hamburger02  13.01.2016, 17:34
@Suboptimierer

Ja,  es gibt neuerdings sogar  Vorlesungen an Unis "Systemtheorie". Die Systemtheorie kommt ursprünglich aus der Thermodynamik und in der Kombination mit der Chaostheorie ist die moderne Theorie Komplexer Systeme entstanden, die zur Zeit viele wissenschaftliche Bereich durchdringt wie z.B. Biologie, Ökologie, Ökonomie, Kognitionsforschung, Medizin. In der Krebsforschung ist der systemische Ansatz der letzte Schrei.

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Suboptimierer  13.01.2016, 17:39
@Hamburger02

Das Wort "System" ist ja nicht neu. Das wurde früher für alles Mögliche, Zusammenhängende verwendet, dessen Zusammenhang man nicht erklären konnte. (Wirtschaftssystem, Ökosystem, politisches System, Computersystem, Legosystem, Nervensystem, ...)

Aber nochmals Danke für deine Erklärungen.

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das Wachstum vieler Pflanzen wie Seerosen und auch Algen (Klassiker-Beispiel für exponentielles Wachstum)

MadXMario  13.01.2016, 16:30

Inwiefern wachsen die exponentiell?

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Monsieurdekay  13.01.2016, 16:36
@MadXMario

ich kenne mich zwar in der Pflanzenwelt nicht so gut aus, aber diese Aufgabentypen findet man in jedem Mathe-Buch ;)...sie verdoppeln sich in einem gewissen Zeitraum

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Hamburger02  13.01.2016, 16:40

Wobei "Wachstum" kein System ist und nichtlinear in diesem Zusammenhang nicht "nicht-proportional" meint sondern dass eine differentielle Darstellung gewählt werden muss.

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Es wird eher schwierig ein lineares System in der Natur zu finden - nichtlineare gibt es an jeder Ecke :)

Hamburger02  13.01.2016, 16:26

Zumindest in der belebten Naturt gibt es defintiv kein lineares System. Linear verhalten sich Systeme grundsätzlich nur in der Nähe des thermodynamischen Gleichgewichtes, während Leben nur fernab des thermodynamischen Gleichgewichtes existieren kann.

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Die Natur insgesamt sowie alle ihre lebenden Teil sind nichtlineare Systeme. Leben und alles, was damit zusammenhängt, also auch Körper, Gehirn und Gesellschaft, ist grundsätzlich nichtlinear und gehorcht der Theorie Dissipativer Strukturen, der Grundlage der nichtlinearen Physik.