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Portal Wissen = klein
(2016)
Seien wir mal ehrlich: Auch Wissenschaft hat das Ziel, groß rauszukommen, zumindest im Namen der Erkenntnis. Dabei gilt doch: Wenn etwas ins Stammbuch erfolgreicher Forschung gehört, dann ist es wohl die Vorstellung vom Kleinen. Schließlich ist es schon immer ihr Selbstverständnis gewesen, das zu ergründen, was sich nicht auf den ersten Blick erschließt. Schon Seneca war der Ansicht: „Wenn etwas kleiner ist als das Große, so ist es darum noch lange nicht unbedeutend.“
Kleinste Einheiten des Lebens wie Bakterien oder Viren bewirken Gewaltiges. Und immer wieder müssen (scheinbar) große Dinge erst ver- oder zerkleinert werden, um ihre Natur zu erkennen. Eines der größten Geheimnisse unserer Welt – das Atom als kleinste, wenn auch (nicht mehr) unteilbare Einheit der chemischen Elemente – hat sich erst beim Blick auf Winzigkeiten offenbart. Dabei war klein mitnichten immer nur das Gegenstück zu groß. Zumindest sprachlich, denn das Wort geht auf das westgermanische klaini zurück, das so viel wie „fein“ und „zierlich“ bedeutet, und ist darüber hinaus auch mit dem englischen clean, also „sauber“, verwandt. Fein und sauber – durchaus ein erstrebenswertes Credo für wissenschaftliches Arbeiten. Auch ein wenig Kleinlichkeit schadet nicht.
Dabei darf ein Forscher beileibe kein Kleingeist, sondern sollte bereit sein, das Unvermutete zu ahnen und seine Arbeit entsprechend darauf auszurichten. Und wenn das Ziel nicht kurzfristig zu erreichen ist, braucht es den namhaften langen Atem, sich nicht kleinreden zu lassen und klein beizugeben.
Genau genommen ist Forschung eigentlich ein nicht enden wollendes Klein-klein. Jede nobelpreiswürdige Entdeckung, jedes Großforschungsprojekt muss mit einer kleinen Idee, einem Fünklein beginnen, nur um anschließend bis ins Kleinste durchgeplant zu werden. Was folgt, die Niederungen der Ebene, ist Kleinarbeit: stundenlange Interviews auf der Suche nach dem Geheimnis des Kleinhirns, tagelange Feldstudien, die Kleinstlebewesen nachspüren, wochenlange Experimentreihen, die das mikroskopisch Kleine sichtbar machen sollen, monatelange Archivrecherche, die Kleinkram zutage fördert, oder jahrelange Lektüre des Kleingedruckten. All das auf der Jagd nach dem großen Wurf …
Darum haben wir Ihnen ein paar „Kleinigkeiten“ aus der Forschung an der Universität Potsdam zusammengestellt, ganz nach dem Motto: Klein, aber oho! So arbeiten Ernährungswissenschaftler daran, einigen der kleineren Erdenbewohner – den Mäusen – das Schicksal von „Laborratten“ zu ersparen, indem sie Alternativen zu Tierversuchen entwickeln. Wie Hänschen klein Sprachen lernt, untersuchen Sprachwissenschaftler gleich in mehreren Projekten und mit innovativen Methoden. Nur scheinbar klitzeklein sind dagegen die Milliarden von Sternen der Magellanschen Wolken, die Potsdamer Astrophysiker im Blick haben – vom Babelsberg aus. Die Geowissenschaftler des Graduiertenkollegs „StRATEGy“ wiederum waren vor Ort in Argentinien, um das (Klein-)„Kind“ – das Wetterphänomen El Niño – und seine Ursachen einmal genauer unter die Lupe zu nehmen. Klein anfangen, aber (die Potsdamer Kulturlandschaft) groß rausbringen soll das Research Center Sanssouci, das die Stiftung Preußische Schlösser und Gärten und die Universität Potsdam gemeinsam initiiert haben. Schließlich zeigen wir, dass schon jetzt eine ganze Reihe von Projekten und Initiativen angeschoben wird, um 2019 ein Kleinod der Region neu zu entdecken: den Wanderer durch die Mark, Theodor Fontane.
Wie gesagt: Kleinigkeiten. Wir wünschen viel Spaß beim Lesen!
Die Redaktion
Portal Wissen = Punkt
(2016)
Ein Punkt hat es in sich, auch wenn man es ihm nicht unbedingt ansieht. Immerhin gilt er in der Geometrie als Objekt ohne Ausdehnung – etwas, das da ist, aber sich nicht „breit macht“. Man sollte annehmen, was so klein ist, wird leicht übersehen. Aber Punkte sind, wenn man genauer hinschaut, nicht nur überall zu finden, sondern auch präsent und spielen gewichtige Rollen. In der Physik etwa ist ein Massepunkt die höchstmögliche Idealisierung eines realen Körpers: Er beschreibt die – theoretische – Vorstellung, die gesamte Masse des Körpers wäre in einem Punkt, seinem Schwerpunkt, vereinigt. Punkte finden sich am Anfang (Ausgangspunkt), an den Übergängen (Dreh- und Angelpunkt) und am Ende (Schlusspunkt). Ein Punkt ist das Symbol größter Präzision, nicht umsonst kommt man sprichwörtlich „auf den Punkt“. Als Bestandteil unserer Schrift kürzt er ab, gliedert und bringt Gesagtes zu Ende. Sogar Musiker und Mediziner punktieren. Und Sportler aller Arten sammeln Punkte auf Plätzen, Bahnen und in Tabellen.
Kein Wunder, dass gerade Wissenschaftler von Punkten „umgeben“ sind und täglich mit ihnen arbeiten: Sie bringen Ordnung ins Chaos, strukturieren das Unerklärte, benennen das Namenlose. Allzu oft macht ein Punkt den Anfang, von dem aus sich Zugänge eröffnen, zu Welten, Erkenntnissen oder Problemen.
Aber Punkte sind für alle da! Der deutsche Mathematiker Oskar Perron schrieb: „Ein Punkt ist genau das, was der intelligente, aber harmlose, unverbildete Leser sich darunter vorstellt.“ So wollen wir es halten: Das vorliegende Heft will spannende Anknüpfungspunkte bieten, Standpunkte analysieren und punktgenau erklären.
So folgen wir etwa einem Physiker zur Sonne, in den Mittelpunkt unseres Sonnensystems, um zu ergründen, wie Sonneneruptionen entstehen. Mit einem Juristen diskutierten wir über Streitpunkte zwischen Recht und Religion, während Religionswissenschaftler in einem Reisetagebuch von einzigartigen Berührungspunkten mit der (Wissenschafts-)Kultur im Iran berichten. Kognitionsund Literaturwissenschaftler eröffnen gemeinsam besondere Blickpunkte – nämlich, wie wir Comics lesen und verstehen – und Wirtschaftsinformatiker zeigen Ansatzpunkte, mit denen sie Mensch und Maschine gemeinsam fit machen für Fabriken im Zeitalter von Industrie 4.0. Bildungswissenschaftler wiederum erläutern ihr Konzept dafür, wie das kreative Potenzial von Künstlern zum Ausgangspunkt werden kann, um Schülern einen individuellen Zugang zu Kunst zu ermöglichen. Psychologen offenbaren, warum die Farbe Rot uns zu Anziehungspunkten macht, während Geowissenschaftler erklären, warum ein Klimaphänomen namens El Niño weltweit – nasse und trockene – Brennpunkte verursacht. Und das sind nur einige Punkte von vielen …
Mit all dem hoffen wir natürlich, auch bei Ihnen zu punkten. Wir wünschen Ihnen eine anregende Lektüre! Punkt. Aus. Ende. Nein, Anfang!
Die Redaktion
Portal = Klima im Wandel
(2016)
We examined the spontaneous association between numbers and space by documenting attention deployment and the time course of associated spatial-numerical mapping with and without overt oculomotor responses. In Experiment 1, participants maintained central fixation while listening to number names. In Experiment 2, they made horizontal target-direct saccades following auditory number presentation. In both experiments, we continuously measured spontaneous ocular drift in horizontal space during and after number presentation. Experiment 2 also measured visual-probe-directed saccades following number presentation. Reliable ocular drift congruent with a horizontal mental number line emerged during and after number presentation in both experiments. Our results provide new evidence for the implicit and automatic nature of the oculomotor resonance effect associated with the horizontal spatial-numerical mapping mechanism.
Linked linear mixed models
(2016)
The complexity of eye-movement control during reading allows measurement of many dependent variables, the most prominent ones being fixation durations and their locations in words. In current practice, either variable may serve as dependent variable or covariate for the other in linear mixed models (LMMs) featuring also psycholinguistic covariates of word recognition and sentence comprehension. Rather than analyzing fixation location and duration with separate LMMs, we propose linking the two according to their sequential dependency. Specifically, we include predicted fixation location (estimated in the first LMM from psycholinguistic covariates) and its associated residual fixation location as covariates in the second, fixation-duration LMM. This linked LMM affords a distinction between direct and indirect effects (mediated through fixation location) of psycholinguistic covariates on fixation durations. Results confirm the robustness of distributed processing in the perceptual span. They also offer a resolution of the paradox of the inverted optimal viewing position (IOVP) effect (i.e., longer fixation durations in the center than at the beginning and end of words) although the opposite (i.e., an OVP effect) is predicted from default assumptions of psycholinguistic processing efficiency: The IOVP effect in fixation durations is due to the residual fixation-location covariate, presumably driven primarily by saccadic error, and the OVP effect (at least the left part of it) is uncovered with the predicted fixation-location covariate, capturing the indirect effects of psycholinguistic covariates. We expect that linked LMMs will be useful for the analysis of other dynamically related multiple outcomes, a conundrum of most psychonomic research.
Die Projektierung und Abwicklung sowie die statische und dynamische Analyse von Geschäftsprozessen im Bereich des Verwaltens und Regierens auf kommunaler, Länder- wie auch Bundesebene mit Hilfe von Informations- und Kommunikationstechniken beschäftigen Politiker und Strategen für Informationstechnologie ebenso wie die Öffentlichkeit seit Langem.
Der hieraus entstandene Begriff E-Government wurde in der Folge aus den unterschiedlichsten technischen, politischen und semantischen Blickrichtungen beleuchtet.
Die vorliegende Arbeit konzentriert sich dabei auf zwei Schwerpunktthemen:
• Das erste Schwerpunktthema behandelt den Entwurf eines hierarchischen Architekturmodells, für welches sieben hierarchische Schichten identifiziert werden können. Diese erscheinen notwendig, aber auch hinreichend, um den allgemeinen Fall zu beschreiben.
Den Hintergrund hierfür liefert die langjährige Prozess- und Verwaltungserfahrung als Leiter der EDV-Abteilung der Stadtverwaltung Landshut, eine kreisfreie Stadt mit rund 69.000 Einwohnern im Nordosten von München. Sie steht als Repräsentant für viele Verwaltungsvorgänge in der Bundesrepublik Deutschland und ist dennoch als Analyseobjekt in der Gesamtkomplexität und Prozessquantität überschaubar.
Somit können aus der Analyse sämtlicher Kernabläufe statische und dynamische Strukturen extrahiert und abstrakt modelliert werden.
Die Schwerpunkte liegen in der Darstellung der vorhandenen Bedienabläufe in einer Kommune. Die Transformation der Bedienanforderung in einem hierarchischen System, die Darstellung der Kontroll- und der Operationszustände in allen Schichten wie auch die Strategie der Fehlererkennung und Fehlerbehebung schaffen eine transparente Basis für umfassende Restrukturierungen und Optimierungen.
Für die Modellierung wurde FMC-eCS eingesetzt, eine am Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik GmbH (HPI) im Fachgebiet Kommunikationssysteme entwickelte Methodik zur Modellierung zustandsdiskreter Systeme unter Berücksichtigung möglicher Inkonsistenzen (Betreuer: Prof. Dr.-Ing. Werner Zorn [ZW07a, ZW07b]).
• Das zweite Schwerpunktthema widmet sich der quantitativen Modellierung und Optimierung von E-Government-Bediensystemen, welche am Beispiel des Bürgerbüros der Stadt Landshut im Zeitraum 2008 bis 2015 durchgeführt wurden. Dies erfolgt auf Basis einer kontinuierlichen Betriebsdatenerfassung mit aufwendiger Vorverarbeitung zur Extrahierung mathematisch beschreibbarer Wahrscheinlichkeitsverteilungen.
Der hieraus entwickelte Dienstplan wurde hinsichtlich der erzielbaren Optimierungen im dauerhaften Echteinsatz verifiziert.
[ZW07a] Zorn, Werner: «FMC-QE A New Approach in Quantitative Modeling», Vortrag anlässlich: MSV'07- The 2007 International Conference on Modeling, Simulation and Visualization Methods WorldComp2007, Las Vegas, 28.6.2007.
[ZW07b] Zorn, Werner: «FMC-QE, A New Approach in Quantitative Modeling», Veröffentlichung, Hasso-Plattner-Institut für Softwaresystemtechnik an der Universität Potsdam, 28.6.2007.
Discourse production is crucial for communicative success and is in the core of aphasia assessment and treatment. Coherence differentiates discourse from a series of utterances/sentences; it is internal unity and connectedness, and, as such, perhaps the most inherent property of discourse. It is unclear whether people with aphasia, who experience various language production difficulties, preserve the ability to produce coherent discourse. A more general question of how coherence is established and represented linguistically has been addressed in the literature, yet remains unanswered. This dissertation presents an investigation of discourse production in aphasia and the linguistic mechanisms of establishing coherence.
Hantaviruses are zoonotic viruses transmitted to humans by persistently infected rodents, giving rise to serious outbreaks of hemorrhagic fever with renal syndrome (HFRS) or of hantavirus pulmonary syndrome (HPS), depending on the virus, which are associated with high case fatality rates. There is only limited knowledge about the organization of the viral particles and in particular, about the hantavirus membrane fusion glycoprotein Gc, the function of which is essential for virus entry. We describe here the X-ray structures of Gc from Hantaan virus, the type species hantavirus and responsible for HFRS, both in its neutral pH, monomeric pre-fusion conformation, and in its acidic pH, trimeric post-fusion form. The structures confirm the prediction that Gc is a class II fusion protein, containing the characteristic beta-sheet rich domains termed I, II and III as initially identified in the fusion proteins of arboviruses such as alpha-and flaviviruses. The structures also show a number of features of Gc that are distinct from arbovirus class II proteins. In particular, hantavirus Gc inserts residues from three different loops into the target membrane to drive fusion, as confirmed functionally by structure-guided mutagenesis on the HPS-inducing Andes virus, instead of having a single "fusion loop". We further show that the membrane interacting region of Gc becomes structured only at acidic pH via a set of polar and electrostatic interactions. Furthermore, the structure reveals that hantavirus Gc has an additional N-terminal "tail" that is crucial in stabilizing the post-fusion trimer, accompanying the swapping of domain III in the quaternary arrangement of the trimer as compared to the standard class II fusion proteins. The mechanistic understandings derived from these data are likely to provide a unique handle for devising treatments against these human pathogens.