Musterbildung

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Musterbildung ist ein Prozess, bei dem ein räumlich homogener Zustand instabil wird und einem inhomogenen Zustand, also einem Muster weicht. Meist wird eine solche spontane Symmetriebrechung durch Veränderung eines Parameters in einem nichtlinearen System erzielt. Da Musterbildung im engeren Sinne meist spontan und ohne äußere Einwirkung geschieht, beruht sie zum Teil auf den Prinzipien der Selbstorganisation. Ilya Prigogine schlug vor, dass Ordnung aus dem Chaos (der Unordnung) auf einem Weg sukzessiver Bifurkationen entsteht.

[Bearbeiten] Prinzipien

Siehe auch: Aktivator-Inhibitor-System, Reaktions-Diffusionsgleichungen, Rückkoppelung, Autokatalyse, Dissipative Systeme (Dissipation), Hopf-Bifurkation

[Bearbeiten] Beispiele

[Bearbeiten] Chemie

[Bearbeiten] Physik

Bénard-Konvektion, Laser

[Bearbeiten] Meteorologie

Wolken in Rollen/Streifenmustern sind ein Beispiel aus dem Alltag. Siehe auch Nephologie.

[Bearbeiten] Biologie

[Bearbeiten] Anatomie

Bei der Strukturbildung von (Einzel)organismen und deren Organen, der sogenannten Morphogenese, spielen die Prinzipien der Musterbildung eine zentrale Rolle. Dabei spielen die konkreten Einzelkomponenten (Gene, Hormone), keine so große Rolle wie die autokatalytische Wirkung der Teilsysteme. Musterbildung ist u.a. verantwortlich fuer die

Symmetrie der Organismen
Segmentierung bei Tieren
Phyllotaxis bei Pflanzen

[Bearbeiten] Neuronale Aktivierungsmuster

Jeder Reiz erregt im Zentralnervensystem ein bestimmtes Erregungsmuster, das in bestimmten Aspekten das Reizmuster widerspiegelt (siehe z. B. Tonotopie). Ohne diese koordinierte raum-zeitliche Aktivität wäre Mustererkennung (in der Reizquelle) unmöglich. Musterbildung und -erkennung sind also im Gehirn eng aneinander gekoppelt.

[Bearbeiten] Ökologie

Räuber-Beute-Modell

[Bearbeiten] Modellierung

Siehe auch: Turing-Mechanismus, L-Systeme, Zellulärer Automat, FitzHugh-Nagumo-Modell, Swift-Hohenberg-Gleichung

[Bearbeiten] Siehe auch

Synergetik, Kritische Phänomene, Strukturbildung, Komplexes System

[Bearbeiten] Literatur

Werner Köhler: Musterbildung und Mustererkennung; 418 Seiten - Karl F. Haug Fachbuchverlag; 1999; ISBN 3830405146
Meinhardt, Hans et al.: Nichtlineare Dynamik, Chaos und Strukturbildung: Proceedings der 6. Jahrestagung der Chaosgruppe; 1997; ISBN 3-929115-94-8

[Bearbeiten] Weblinks

http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d28/28b.htm - Musterbildung Gradienten, Felder und Netze

Von „http://de.wikipedia.org../../../m/u/s/Musterbildung.html“

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