Zauberhafte Mathematik
Von Kartentricks, Magischen Quadraten und Scheduling-Problemen
Ich möchte Sie zu einem Ausflug in das Reich zwischen Magie und Mathematik entführen: Holen Sie sich dazu bitte eine gut gefüllte Schachtel Zündhölzer. Na los, seien Sie nicht so faul! Spielen Sie mit! Nehmen Sie nun ein paar Hölzchen, bitte weniger als die Hälfte, heraus und legen sie in einer Reihe auf. Darunter legen Sie noch eine Reihe mit genau drei, nein besser doch vier, Hölzchen mehr als in der oberen. Sehr gut! Nehmen Sie jetzt aus der oberen Reihe drei Hölzchen weg. Aus der unteren Reihe nehmen Sie bitte soviele Hölzchen weg, wie in der oberen noch liegen. Zum Schluss nehmen Sie noch die ganze obere Reihe weg. Ob Sie es nun glauben oder nicht, ich kann Ihnen sagen, dass noch genau sieben Zündhölzer vor Ihnen liegen. Stimmt's?
Zugegeben, das habe ich mir nicht selbst ausgeknobelt. Als "Zauberlehrling" war ich bei Dr. Thomas Tautenhahn vom Institut für Algebra und Geometrie. Mit diesem und vielen anderen Tricks wie gedachte Zahlen erraten, die Vorhersage von aufgedeckten Spielkarten oder das Magische Quadrat be- und verzaubert der mathematische Magier das staunende Publikum mit seiner Zaubershow. Hinter vielen seiner Tricks stecke Mathematik versichert Thomas Tautenhahn. Oft ganz einfache Gleichungen, die vier Grundrechenarten oder etwas Kombinatorik. Im Grunde ließe sich alle Zauberei auf naturwissenschaftliche Phänomene zurückführen. Die Mathematik sei ein sehr großer Teil davon.
Im Alter von sechs Jahren stand Thomas Tautenhahn das erste Mal als Zauberer auf einer "Bühne" und ließ einen Pfennig verschwinden. Heute versetzt er mit "Rechenkunststückchen" sowohl Groß als auch Klein in Erstauen. Und das nicht nur mit einer Bühnenshow.
Für die Anwendung im Unterricht hat er einige "seiner Zaubertricks" aufgeschrieben. Die Kids erleben einen zauberhaften Mathematikunterricht und machen sich mit Feuereifer daran, mit ihren erlernten mathematischen Zaubereien Eltern, Großeltern oder Freunde zu verblüffen, beispielsweise mit einem Magischen Quadrat, in dem die Summe der Zahlen in den Zeilen, Spalten oder der Diagonale immer gleich ist.
Doch dieses Magische Quadrat ist nicht nur Grundlage für einen "Zaubertrick". Es bildet ebenso den wissenschaftlichen Ausgangspunkt von LiSA - A Library of Scheduling Algorithms. In diesem vom Land Sachsen-Anhalt geförderten Forschungsprojekt benutzen die Magdeburger Wissenschaftler eine verwandte Struktur, die Lateinischen Quadrate, zur übersichtlichen Darstellung von Ablaufplänen. Im Ergebnis dessen bietet LiSA effiziente Lösungen für Scheduling-Probleme, die bei der betrieblichen Planung von Produktion oder Dienstleistung auftreten und unterstützt die Entwicklung von Lösungsalgorithmen. Bei Scheduling-Problemen geht es sozusagen um die Frage der richtigen Reihenfolge beispielsweise in Produktionsabläufen oder Fertigungsprozessen, damit ein Optimum erreicht werden kann. Das Programmpaket LiSA enthält dazu ganz neue Ansätze. Die Magdeburger Wissenschaftler stellten ihre Entwicklung gerade auch auf der CeBIT 2000 vor. Und was einst aus der Magie kam, ist heute Grundlage für wichtige Forschungsaufgaben und Innovationen in der Industrie.