(547) Matheliebe • Animus Klub • Der Freizeitklub in der Metropolregion Rhein-Neckar

Ein Hyperboloid! – Ein abgestumpftes Ikosaeder! – Das Geheimnis der Fibonacci-Zahlen und der Goldene Winkel von 137,5°! – ANIMUS-KLUB-KIDS erhielten einen mathematischen Blick in die Unendlichkeit!

Gleich vorweg, die aktuelle Matheliebe der Heidelberg Mathematik-Informatik-Station (MAINS) ist eine Ausstellung bei der sogar Mathematik- oder Physikstudenten Bauklötzer staunen, weil sie unweigerlich an die Grenzen ihrer mathematischen Fähigkeiten stoßen. Ausgestellt sind primär hochinteressante Phänomene, wie zum Beispiel die Quadratur der archimedischen Spirale, der Fermat Punkt, oder das Reuleaux-Dreieck, die zwar allesamt unheimlich verblüffend und faszinierend sind, aber nur sehr schwer nachvollziehbar. Zwar teilten uns die sympathischen Verantwortlichen des MAINS mit, dass an jeder Station eine verständliche Erklärung beigefügt ist, doch wem der Zugang zur höheren Mathematik, oder besser gesagt zur noch höheren Mathematik verschlossen ist, der kann auch schwerlich etwas mit der allerbesten Erklärung anfangen, weil er diese nicht wirklich versteht.

Dennoch, oder gerade desterwegen war die Ausstellung für unsere Kids eine geniale Herausforderung, und sie begaben sich als gleich auf die unheimlich verblüffende Reise durch die höhere Mathematik, die uns die Urväter Archimedes, Fibonacci und Pythagoras hinterließen, um uns einerseits sowohl die Unendlichkeit und Vielseitigkeit der Mathematik vor Augen zu führen, als uns auch andererseits an unsere, wie bereits erwähnt, natürlichen Grenzen zu bringen.

Da unsere Betreuer unsere Fragen nicht wirklich beantworten konnten, weil sie mit den ausgestellten Versuchen ebenfalls sichtbar überfordert waren, halfen uns die großartigen Mitarbeiter dabei, die „einfachsten“ Phänomene zu verstehen.

Das Hyperboloid war so ein „einfaches“ Phänomen. Man könnte es auch als eine rotierende Hyperbel bezeichnen, weil beim Drehen ein Doppelkegel entsteht, der vertikal betrachtet einem Diabolo gleich kommt. Das einschalige Hyperboloid finden wir auch oft bei Bauwerken, wie zum Beispiel Wassertürmen.

Ähnlich wie im Mannheimer Technoseum ist die Ausstellung Matheliebe zum Mitmachen aus Ausprobieren konzipiert. Und so fingen unsere Kiddies gleich mal an die vielen Stationen zu testen, und sich die Dinge zu erschließen, die für sie nachvollziehbar waren.

Alterszentriert rückten hier ganz klar sowohl die Autorennbahn, die zweispurige Kugelrollbahn, als auch das Rottsche Pendel in den Fokus ihres Interesses. Zwar besteht bei Wissenschaftlern durchaus die Annahme, dass man alles, was es auf dieser Welt gibt, also sämtliche Prozesse der Evolution auch mit Mathematik berechnen und erklären kann, aber die Ausnahme bestätigt immer die Regel. Das Rottsche Pendel ist so eine Ausnahme. Dieses kann nämlich nicht exakt berechnet oder bestimmt werden. So fällt dieses Phänomen in den Bereich „Schwer dynamischer Prozesse“, da die Rotation der einzelnen Blätter des Pendels nicht berechnet oder vorherbestimmt werden können, sondern durch den Zufall agieren.

Innerhalb der Ausstellung konnte man auch Schubladen öffnen und sich den darin verborgenen Versuchen und Herausforderungen stellen. Das berühmte Reiskorn in Verbindung mit dem Schachbrett, war für unsere Kids noch unbekannt, und damit eine ganz verblüffende Attraktion.

Der Turm von Hanoi hielt unsere Kiddies ebenfalls sehr lange gefangen. „Wie mussten die Scheiben verteilt werden, damit der Turm abgebaut werden konnte, ohne dass eine größere Scheibe auf einer kleineren liegt?“ – Anders denken war hier gefragt, denn mit dem normalen, linearen Denken, konnte wir die Herausforderung dieses Phänomens nicht lösen.

Ein abgestumpftes Ikosaeder war das nächste Highlight der Ausstellung, denn wir erfuhren, dass es sich einfach nur um einen Fußball handelte, und dass dieser aus 20 Sechsecken und 12 Fünfecken besteht, und somit insgesamt 32 Flächen besitzt.

Der berühmte Satz des Pythagoras wurde in der Ausstellung mittels Schokoladentäfelchen präsentiert. Hier ließ uns unser Vorsitzender Alexander Höfer die Täfelchen zählen, und uns im Anschluss daran überlegen, welcher Zusammenhang zwischen den drei Rechtecken besteht, und die berühmte Formel a² + b² = c² selbständig herleiten.

Danach war es Zeit für die Goldenen Zahlen von Fibonacci und den Winkel der Sonnenblume. Wir erfuhren, dass zum Beispiel die Schuppen von Tannzapfen immer die gleichen Schraubenlinien haben, fünf in die eine und acht in die andere. Somit sind die Fibonacci-Zahlen (Verhältniszahlen) allgegenwärtig, wie man aus dem folgenden Algorithmus erkennen kann. 2:3, 3:5, 5:8; 8:13 …. „Und was folgt danach?“

Hier erklärte uns der Mitarbeiter Herr Weinmann, dass auch der Winkel bei der Anordnung der Sonnenblumensamen immer gleich ist, nämlich 137,5°. Nur durch diesen Goldenen Winkel wird aus der Sonnenblume tatsächlich eine Sonnenblume.

Gegen Ende der Ausstellung bekamen wir dann auch noch in einer speziellen Glasbox einen Blick in die Unendlichkeit. Sechseitig angebrachte Spiegel multiplizierten uns unendlich in alle sechs Richtungen, und wir hatten teilweise das Gefühl schwerelos zu sein, weil wir uns überall sowohl rechts, links, vorne, hinten, oben, als auch unten gleichzeitig befanden. Es war eine tolle Bereicherung die wir hier im Heidelberger MAINS bekamen, wobei die alles entscheidende Frage bis heute noch offen, bzw. unbeantwortet blieb, nämlich diese: „Was ist bitteschön ein Geophytafibotonpolyhypotesaeder?“ – Wer das weiß, der schickt uns bitte seine Antwort an hallo@animus-klub.de, und darf dann bei unserem nächsten Besuch im MAINS dabei sein, weil dass wir wiederkommen, das stand nach diesem großartigen Lern-Kick außer Frage.