Q-Tutorium:
Die Zufallsmaschine (SoSe 2019)
Projektbeschreibung
Im Gegensatz zu üblichen Lehrveranstaltungen werden in dieser nicht nur Forschungsthemen behandelt oder diskutiert, sondern selbstständig der gesamte Forschungsprozess durchlaufen. Es werden von den Studierenden eigenständig Forschungsfragen formuliert und Schwerpunkte gesetzt. Es soll sich unter Anleitung der Tutoren (Paul Winter & Richard Kullmann) Literatur selbst gesucht und ggf. in Gruppen ein selbst ausgesuchtes Projekt gestaltet und für Dritte aufbereitet werden.
Das Abschlussprojekt des WiSe 2018/19 wurde auf der Langen Nacht der Wissenschaften (LNdW-Website) präsentiert. Die präsentierten Poster und ausgelegten Spiele und Experimente kannst du hier finden.
Die Website ZufallsmaschineSS19.github.io soll die Ergebnisse des Tutoriums des SoSe 2019 präsentieren. Die Programme und Bilder, sowie der Quellcode für diese Website sind auf Github zu finden.
Forschungsprojekte SoSe 2019 :
Lineare Kongruenzgeneratoren (Englisch)
Lineare Kongruenzgeneratoren erzeugen Pseudozufallszahlen mit Hilfe einer sehr einfachen mathematischen Formel: der Gleichung für eine Gerade. Die Ergebnisse dieser Gleichung werden durch eine Modulo Operation auf einen Zahlenbereich beschränkt. Pseudozufallszahlen, die so erzeugt werden, hängen damit also nur von sehr wenigen Parametern ab. Durch diese geringe Komplexität ist die richtige Wahl der Parameter essenziell. Wir führen einige statistische Tests und einen speziellen Test für Lineare Kongruenzgeneratoren ein, um die Qualität von damit erzeugten Pseudozufallszahlen zu bewerten und werfen einen Blick auf Lineare Kongruenzgeneratoren, die (früher) gerne benutzt werden (oder wurden).
Untersuchung der Zufälligkeit von Pi mithilfe von Neuronalen Netzwerken:
Maschinelles lernen und besonders Neuronale Netzwerke erreichen in vielen Anwendungen immer wieder erstaunlich gute Ergebnisse. In diesem Projekt soll mithilfe eines Neuronalen Netzwerks die Nachkommastellen der Zahl Pi vorhergesagt werden, um gegebenenfalls vorhadene Muster zu erkennen. Dieses Verfahren könnte auch auf andere Zufallszahlen, besonders Pseudo-Zufallszahlen, erweitert werden, um z.B. deren Güte zu überprüfen.
Die Philosophie des Zufalls: “Das Universum: willkürlich - zufällig - chaotisch”
Willkür, Zufall und Chaos - diese drei Begriffe eignen sich sehr gut dazu, um im umgangssprachlichen Sinne das Universum zu beschreiben. Doch was genau beschreiben diese Begriffe eigentlich? Was bedeuten sie? Wir wollen uns mit den Begriffen auseinander setzen, mithilfe des Buches “Der Zufall, das Universum und du” von Florian Aigner die Bedeutung des Zufalls für das Universum diskutieren und uns der Frage widmen, ob Zufall letztendlich nur in unseren Köpfen entsteht.
Laser-basierter Zufallszahlengenerator: Das 420-Experiment
Wenn licht durch Gase tritt, kann die Intensität des Lichts durch verschiedene Prozesse gedämpft werden. Sei es nun Absorption, Beugung oder Ähnliches. Diese Prozesse sind im Allgemeinen willkürlich und könnten so eventuell benutzt werden, um Zufallszahlen zu erzeugen. In diesem Experiment widmen wir uns genau dieser Frage. Wir schicken 420 nm Laserlicht durch eine Kammer mit heißem Rubidium Dampf und versuchen herauszufinden, ob man diese Zufallsprozesse nachweisen kann und ob man daraus hochqualitative Zufallszahlen erzeugen kann.