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Wie ein Posting in einem Anime-Diskussionsforum zu einem Durchbruch in der Mathematik führte
Freier Autor. Seit 2015 im Wissenschafts- und Technikressort von Golem.de. - Raumfahrt, Technik und Naturwissenschaft.
Anders als viele Bereiche der Physik oder Biologie und anderer Naturwissenschaften gib es in der Mathematik noch heute die Möglichkeit, neue Erkenntnisse ohne großen Aufwand durch Gerätschaften und gut finanzierte Forschungsgruppen zu gewinnen. Ein Artikel von Ercia Klarreich im Quanta Magazine zeigt, wie es ganz harmlos anfing.
Auf 4chan gab es einen Streit zwischen Animefans darum, was denn die beste Reihenfolge sei, in der man die Episoden der ersten Staffel von "The Melancholy of Haruhi Suzumiya" anschauen sollte. Die erste Staffel wurde insgesamt in drei verschiedenen Varianten veröffentlicht, zwei im Fernsehen und eine auf DVD. In jeder Variante hatten die Episoden eine andere Reihenfolge, was Zeitreisen sei dank, in dem Anime durchaus möglich ist.
Schließlich stellte jemand die entscheidende Frage: Wie viele Episoden müsste man insgesamt ansehen, bis man alle Episoden in jeder beliebigen Reihenfolge wenigstens einmal gesehen hat?
Hätte die Staffel nur 2 Episoden, würde dafür die Reihenfolge 121 genügen, obwohl die beiden Möglichkeiten 1-2 und 2-1 aus vier Episoden bestehen. Mit 3 Episoden gibt es 6 mögliche Reihenfolgen, die aus 18 Episoden bestehen. Aber nach einigem Herumprobieren findet sich die Reihenfolge 1-2-3-1-2-1-3-2-1, die aus nur 9 Episoden, besteht und trotzdem alle Möglichkeiten abdeckt.
Solche sogenannten Superpermutationen aller Episoden zu finden, ist ist aber schwierig. Bei einer Staffel aus 14 Episoden reicht Herumprobieren nicht mehr aus.
Aber ein anonymer Leser nahm sich der Sache mathematisch an und lieferte innerhalb einer Stunde nachdem die Frage aufkam eine Nährungslösung für dieses Problem der Superpermutationen, die in der Mathematik bis dahin unbekannt war. Die kürzeste Reihenfolge besteht demnach aus mindestens 93.884.313.611 Episoden nacheinander. Für die Animefans wohl kaum eine brauchbare Lösung für ihr Problem.
Aber drei Jahre später fand ein Mathematiker das Posting per Zufall, mit einer Google-Suche nach Superpermuationen und schrieb darüber. Vier Jahre blieb es dabei. Bis ein anderer Mathematiker im September letztes Jahr darüber twitterte und sich ausgerechnet ein australischer Science Fiction Autor, Greg Egan, dem Problem wieder annahm. Er hatte selbst Mathematik studiert und fand innerhalb einiger Tage eine Lösung, wieviele Episoden man höchstens nacheinander schauen müsste. Die Lösung war nicht nur besser als alle bisher bekannten, die höchste Zahl seiner Lösung liegt mit 93.924.230.411 Episoden auch noch sehr nah an der minimalen Zahl aus dem anonymen Posting auf 4chan. Beide Lösungen zusammen lassen die Mathematiker vermuten, dass sie der entgültigen Lösung des Problems der Superpermutationen inzwischen sehr nah sind.
Inzwischen wurden die Erkenntnisse in einem wissenschaftlichen Paper veröffentlicht. Hauptautor: Ein Anonymer Kommentator auf 4chan.
Quelle: Ercia Klarreich Bild: Quanta Magazine EN quantamagazine.org
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