Max-Planck-Institut für Dynamik und Selbstorganisation

Die Untersuchung hoch komplexer Systeme wird in der Physik in letzter Zeit verstärkt durchgeführt. Hierzu gehören die offenen Systeme, die durch Energiedurchsatz und Entropieproduktion gekennzeichnet sind. Besonders faszinierend sind dabei die strukturbildenden Systeme, nach deren allgemeinen Prinzipien noch immer gesucht wird. Ein anderes Beispiel ist die hydrodynamische Turbulenz, die schon länger im Mittelpunkt der Forschung steht. Meist sind diese Systeme deterministisch und der Einfluss von thermischen Fluktuationen kann vernachlässigt werden. Dies trifft jedoch nicht für die belebte Natur zu. Biologische Systeme haben aktive Komponenten (genetische Netzwerke, Protein-Netzwerke, molekulare Motoren, Neurone), bestehen aus diskreten Einheiten (d.h. Zellen) und verlangen die Berücksichtigung stochastischer Prozesse (thermisches Rauschen). Zudem laufen in den Zellen der molekulare Transport und die Fluiddynamik auf Längenska