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Aus dem Inhalt:

Vorwort: Wissenschaft in einer Übergangsphase 9 / / 1. Kapitel Komplexität in der Natur 17 / 1.1 Was ist Komplexität? 17 / 1.2. Selbstorganisation in physikalisch-chemischen Systemen: Geburt des Komplexen 19 / 1.3 Thermische Konvektion, ein Prototyp für Selbstorganisationsphänomene in der Physik 20 / 1.4 Selbstorganisationsphänomene in der Chemie 29 / 1.5 Weitere Beispiele komplexen Verhaltens in Alltagsdimensionen 45 / 1.6 Nochmals biologische Systeme 51 / 1.7 Komplexität in planetaren und kosmischen Dimensionen 58 / 1.8 Kräfte und Korrelationen - eine Schlußbilanz 65 / / 2. Kapitel Das Vokabular des Komplexen 71 / 2.1 Konservative Systeme 71 / 2.2 Dissipative Systeme 77 / 2.3 Mechanisches und thermodynamisches Gleichgewicht. Nichtgleichgewichts-Einschränkungen 82 / 2.4 Nichtlinearität und Rückkopplung 86 / 2.5 Die vielen Facetten des Zweiten Hauptsatzes 93 / 2.6 Stabilität 99 / 2.7 Bifurkation und Symmetriebrechung 108 / 2.8 Ordnung und Korrelationen 113 / / 3. Kapitel Dynamische Systeme und Komplexität 119 / 3.1 Die Geometrie des Phasenraums 119 / 3.2 Maße im Phasenraum 123 / 3.3 Integrable konservative Systeme 129 / 3.4 Bifurkation in einem einfachen dissipativen System: Suche nach Urbildern komplexen Verhaltens 136 / 3.5 Dissipative Systeme in zweidimensionalen Phasenräumen. Grenzzyklen 142 / 3.6 Reduktion auf niedrigdimensionale Systeme: Ordnungsparameter und Normalformen 148 / 3.7 Rückkehr zum Phasenraum: Topologische Mannigfaltigkeiten und Fraktale 157 / 3.8 Nichtintegrable konservative Systeme: die neue Mechanik 164 / 3.9 Ein Modell für instabile Bewegung: das Hufeisen 171 / 3.10 Dissipative Systeme in hochdiriiensionalen Phasenräumen. Chaos und seltsame Attraktoren 174 / 3.11 Ortsabhängige Systeme. Symmetriebrechende Bifurkationen und Morphogenese 187 / 3.12 Asymmetrie, Selektion und Information 194 / / 4. Kapitel Stochastische Aspekte komplexer Phänomene 202 / 4.1 Fluktuationen und stochastische Beschreibung 202 / 4.2 Markov-Prozesse. Master-Gleichung 209 / 4.3 Markov-Prozesse und Irreversibilität 217 / 4.4 Räumliche Korrelationen und kritisches Verhalten 223 / 4.5 Das zeitabhängige Verhalten von Fluktuationen: Kinetik und Zeitskalen der Selbstorganisation 232 / 4.6 Sensitivität und Selektion 243 / 4.7 Symbolische Dynamik und Information 248 / 4.8 Irreversibilität als Quelle von Asymmetrie und Information 253 / / 5. Kapitel Auf dem Weg zu einer einheitlichen Formulierung von Komplexität 261 / 5.1 Allgemeine Eigenschaften konservativer dynamischer Systeme 262 / 5.2 Allgemeine Eigenschaften dissipativer dynamischer Systeme 266 / 5.3 Die Suche nach einer einheitlichen Beschreibung 267 / / / 5.4 Wahrscheinlichkeit und Dynamik 269 / 5.5 Die Bäcker-Transformation 271 / 5.6 Mannigfaltigkeiten mit gebrochener Zeitsymmetrie 275 / 5.7 Die symmetriebrechende Transformation A 277 / 5.8 Gibbs-Ensemble und Boltzmann-Ensemble 282 / 5.9 Kinetische Theorie 283 / 5.10 Schlußbemerkungen 286 / / 6. Kapitel Komplexität und Kenntnistransfer 288 / 6.1 Nichtlineare Dynamik unter Nichtgleichgewichtsbedingungen und die Modellierung von Komplexität . 289 / 6.2 Materialwissenschaften 290 / 6.3 Schwellenwertphänomene in der Zelldynamik 297 / 6.4 Modellierung der Klimaentwicklung 300 / 6.5 Wahrscheinlichkeitsverhalten und Anpassungsstrategien staatenbildender Insekten 307 / 6.6 Selbstorganisation in Humansystemen 316 / / Anhang I Lineare Stabilitätsanalyse 322 / 1.1 Grundgleichungen 322 / 1.2 Das »Prinzip« der linearen Stabilität 326 / 1.3 Die charakteristische Gleichung 327 / 1.4 Beispiele 331 / 1.5 Systeme mit chaotischer Dynamik 334 / / Anhang II Bifurkationsanalysis 337 / II. 1 Allgemeine Eigenschaften 337 / 11.2 Die Entwicklung der Lösungen in Störungsreihen 340 / 11.3 Die Bifurkationsgleichungen 342 / / Anhang III Störung resonanter Bewegungen in nicht-integrablen konservativen Systemen 345 / III. 1 Die Twist-Abbildung 345 / 111.2 Wirkung der Störung im Falle rationaler Rotationszahlen 347 / 111.3 Homokline Punkte 350 / / / Anhang IV Rekonstruktion der Dynamik komplexer / Systeme aus Zeitreihen. Anwendung auf Klimaschwankungen 355 / IV. 1 Einführende Bemerkungen 355 / IV.2 Theoretischer Hintergrund für die Datenanalyse 358 / IV.3 Der Klimaattraktor 359 / IV.4 Schlußbemerkung und Ausblick 362 / / Literaturempfehlungen 363 / Namenregister 377 / Sachregister 379