Das Denken über den Zufall und Dürrenmatt’s Verdikt : Überlegungen zu den erkenntnistheoretischen Grundlagen des Risikomanagements

Die Beschreibung, Repräsentation und Bändigung des Zufalls oder dessen Folgen bilden zentrale Themen des modernen Risikomanagements. Die Folgen sind mitunter ernüchternd, wie etwa die Erfahrungen der modellbasierten Eigenkapitalregulierung zeigen. Es wäre angezeigt, die Praxis des Risikomanagements auf eine neue, besser fundierte ontologische Basis zu stellen. Ansätze aus dem Bereich des Pragmatismus oder radikalen Konstruktivismus könnten sich als fruchtbar erweisen. Aber auch Friedrich Dürrenmatt liefert uns einige provokative, wenn auch wenig ermutigende Gedanken dazu

Umrisse einer Theorie des Raumes : eine Untersuchung aus historisch geographischem Blickwinkel

Es gibt in jeder Wissenschaft Begriffe, die für sie eine zentrale Bedeutung besitzen. In der Geographie ist "Raum" ein solcher Kernbegriff. Es gibt kaum eine Abhandlung, in der er nicht verwendet würde, häufig gedankenlos und in unterschiedlicher Bedeutung. In dieser Arbeit soll nun versucht werden, zu klareren Einsichten zu gelangen. Dabei soll den Begriffen System und Ordnung eine Schlüsselrolle zukommen; sie gehören in anderen Disziplinen schon seit langem zu den vieldiskutierten Kernbegriffen, während sie in der Geographie nur sehr zögernd Eingang finden. In verschiedenen, seit etwa einem Jahrzehnt durchgeführten Arbeiten bemühe ich mich, diesen Problemkreis anzugehen, aufgrund gewonnener Erkenntnisse und aus historisch-geographischem Blickwinkel. Den Ausgang der Überlegungen stellen Untersuchungen einzelner Populationen in ihren Umwelten dar, als Träger von Prozessen, und schließlich als räumlich (= dreidimensional räumlich) und zeitlich begrenzbare Einheiten oder Systeme. Im Verlaufe des wissenschaftlichen Klärungsprozesses versuchte ich, zu allgemeineren Einsichten zu gelangen und eine Theorie aufzubauen, die mathematisch formalisierbar ist. Sie schließt eine Zahl von bewährten Modellen ein, die aus verschiedenen Blickwinkeln erarbeitet wurden und Teilaspekte des Raumes beschreiben. So konnte ich mich auf Vorarbeiten u.a. in der Ökologie, der Demographie und Innovationsforschung stützen. In der Systemforschung ist das Problem der Rückkoppelung bereits ausführlich, z.B. anhand von Biosystemen und ökonomischen Systemen, bearbeitet worden. Ein weiteres Eindringen in die Problematik machte eine Beschäftigung mit der Informationstheorie, verschiedenen physikalischen Theorien sowie der Wahrscheinlichkeitsrechnung erforderlich. Bekanntlich setzt sich auch die komplizierteste Theorie aus einfachen Bausteinen zusammen. In diesem Sinne sollen einige Zusammenhänge durch eine größere Zahl von aufeinander bezogenen Gleichungen beschrieben werden. Dabei wird keineswegs Vollständigkeit angestrebt; vielmehr soll ein Rahmen geschaffen werden, der sich durch weitere Arbeiten nach und nach ausfüllen läßt

Fernerkundung von Eis- und Mehrschichtbewölkung über Meeresuntergrund aus Messungen rückgestreuter Solarstrahlung

In der vorliegenden Arbeit wurde ein Verfahren für Meeresgebiete entwickelt, um mit Hilfe von Flugzeugmessungen, aus rlickgestreuter Sonnenstrahlung Eiswolken bereits ab optischen Dik- ken von 0,05 zu erkennen und mit einer Genauigkeit von besser als lOTo ihre optische Dicke zu bestimmen. Dabei wird sowohl der Einfluß variierender Aerosolgehalte als auch die Möglich- keit tiefliegender Wasserbewölkung berücksichtigt. Die erkannte Eisbewölkung kann allein mit Hilfe der spektralen Information klassifiziert werden in reine Eisbewölkung und Eisbewölkung bei gleichzeitiger Untergrundbewölkung. Für den ersten Fall erhält man als zusätzliche Ausga- beinformation den abgeleiteten Effektivradius. Dieser weist zwar für optische Dicken kleiner 0,5 hohe Fehler auf, diese reduzieren sich jedoch ftir optische Dicken ab 1,0 auf kleiner 10%. Bei der Verwendung des Verfahrens muß eine Annahme über die Kristallform getroffen oder zumindest der Asymmetrieparameter festgelegt werden. Diese Information kann jedoch nicht aus spektralen Messungen erhalten werden. Entweder besteht die Möglichkeit, mit Hilfe von Mehrwinkelbeobachtungen eine Abschätzung der mittleren strahlungseffektiven Kristallform vorzunehmen. Oder man verwendet die Annahme eines verzerrten Polykristalls, wie es in ver- schiedenen Studien bereits vorgeschlagen wurde und das am besten die in dieser Arbeit unter- suchten Meßdaten von EucBnBx 94 repräsentiert. Die verwendeten Spektralkanäle sind auf gegenwärtigen Satellitensystemen verfügbar oder durch entsprechende Spektralkanäle ersetzbar. Insofern besteht die Möglichkeit, das vorge- schlagene Verfahren für Satellitenanwendungen zu verallgemeinern.A procedure for ocean areas has been developed to detect ice clouds with optical depths of at least 0,05 from backscattered solar radiation. In addition, the procedure is able to estimate the optical depth of the ice cloud with relativo effors smaller than 107o. These results stay valid for the general case with varying aerosol contents and/or multiple cloud layer conditions. That me- ans, that measurements of the spectral upward radiation in the solar region allow to separate pure ice clouds from ice clouds above water clouds. For cases of pure ice clouds a simultaneous estimation of an effective radius is possible. Certainly, this estimation shows large errors for op- tical depths smaller than 0,5 but errors reduce to smaller than I07o for optical depths of at least 1,0. To apply this method, an assumption has to be made about the mean effective crystal shape, or at least about the asymmetry parameter. This information can not be determined from spectral measurements. Either instruments with multiangle capabilities allow an estimation or a distor- ted polycrystal should be assumed. Different published studies as well as the results of the ana- lyzed moasurements confirm this assumption. All investigated spectral channels are available on present satellite systems or at least replace- able with similar channels. From that point of view there seems to be the capability to generalize the introduced procedures for satellite applications

Bindungsstudien zur Komplexierung von Nukleotiden und Polynukleotiden

Die molekulare Erkennung von biologisch relevanten Substraten wie Polynukleotiden, Nukleotiden, Aminosäuren und Carboxylaten unter physiologischen Bedingungen ist immer noch eine komplexe Aufgabe auf dem Forschungsgebiet der Supramolekularen Chemie. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung, kleiner künstlicher, poly-kationischer Verbindungen, welche in der Lage sind, an Polynukleotide, an deren Bausteine die Nukleo-tide, sowie an weitere biologisch relevante Substrate zu binden. Dabei stellte die ausschließ-liche Verwendung von nicht-kovalenten Wechselwirkungen für die Komplexierung unter physiologischen Bedingungen eine besondere Herausforderung dar. Ein Großteil der Arbeit beschäftigte sich mit Untersuchungen zu den Komplexierungseigen-schaften der poly-kationischen Rezeptoren gegenüber Nukleotiden und weiteren physiolo-gisch relevanten Substraten. Überraschenderweise zeigte einer der poly-kationischen Rezep-toren bei UV/Vis-spektroskopischen Untersuchungen, in einem Gemisch aus 60 % Methanol in Wasser bei pH 6, eine deutliche Präferenz für AMP gegenüber seinen höhergeladenen Homologen dem ADP und dem ATP. Durch die Kombination unterschiedlicher Analyseme-thoden, wie UV/Vis-, NMR-Spektroskopie und computergestützte Kraftfeldrechnungen konnte ein Erklärungsmodel für dieses selektive Bindungsverhalten aufgestellt werden. Alle Ergebnisse der strukturanalytischen Untersuchungen zeigten, dass für die bevorzugte Bin-dung des AMPs die Ausbildung einer hydrophoben Kavität, in welche die Nukleobase des AMPs hineinragt, ausschlaggebend ist. Bindungsstudien in Wasser bei pH 7 konnten zeigen, dass die hydrophoben Wechselwir-kungen unter physiologischen Bedingungen noch verstärkt werden. Dies konnte auch durch die Synthese eines analogen poly-kationischen Rezeptors bewiesen werden, welcher auf-grund einer zusätzlichen aromatischen Struktureinheit ausgeprägtere hydrophobe Wech-selwirkungen ausbildet und somit die Nukleobasen stärker binden kann. Neben der Synthese neuer poly-kationischer Moleküle lag ein weiterer Schwerpunkt dieser Arbeit in der Entwicklung und Etablierung neuer analytischer Methoden zur Untersuchung von Polynukleotid-Komplexen hinsichtlich ihrer Struktur und Eigenschaften. Sowohl die Ergebnisse der UV/Vis- und CD-Spektroskopie, als auch die der isothermalen Titrationska-lorimetrie zeigten eine deutliche Wechselwirkung der poly-kationischen Verbindungen mit den Furchen der Polynukleotide aufgrund von elektrostatischen Wechselwirkungen. Zur genaueren strukturellen Untersuchung der gebildeten Polynukleotid-Komplexe wurde das bildgebende Verfahren der Rasterkraftmikroskopie eingesetzt. Hierbei zeigte sich eine signifikante Abhängigkeit der Morphologie der ausgebildeten Aggregate von der Konzentra-tion an zugegebener poly-kationischer Verbindung. Mit Hilfe der in dieser Arbeit durchgeführten Bindungsstudien an Nukleotiden und Poly-nukleotiden konnte gezeigt werden, dass es beim Übergang von den strukturell kleinen Nu-kleotiden zu den wesentlich größeren Polynukleotiden zu einem Wechsel der für die Kom-plexierung verantwortlichen supramolekularen Wechselwirkung kommt. So ist im Falle der Nukleotide die Ausbildung einer hydrophoben Kavität der entscheidende Faktor, wohinge-gen die Bindung an die Polynukleotide hauptsächlich auf elektrostatische Wechselwirkun-gen zurückzuführen ist

Vertrauenswürdige, adaptive Anfrageverarbeitung in dynamischen Sensornetzwerken zur Unterstützung assistiver Systeme

Assistenzsysteme in smarten Umgebungen sammeln durch den Einsatz verschiedenster Sensoren viele Daten, um die Intentionen und zukünftigen Aktivitäten der Nutzer zu berechnen. In den meisten Fällen werden dabei mehr Informationen gesammelt als für die Erfüllung der Aufgabe des Assistenzsystems notwendig sind. Das Ziel dieser Dissertation ist die Konzeption und Implementierung von datenschutzfördernden Algorithmen für die Weitergabe sensibler Sensor- und Kontextinformationen zu den Analysewerkzeugen der Assistenzsysteme. Die Datenschutzansprüche der Nutzer werden dazu in Integritätsbedingungen der Datenbanksysteme transformiert, welche die gesammelten Informationen speichern und auswerten. Ausgehend vom Informationsbedarf des Assistenzsystems und den Datenschutzbedürfnissen des Nutzers werden die gesammelten Daten so nahe wie möglich am Sensor durch Selektion, Reduktion, Kompression oder Aggregation durch die Datenschutzkomponente des Assistenzsystems verdichtet. Sofern nicht alle Informationen lokal verarbeitet werden können, werden Teile der Analyse an andere, an der Verarbeitung der Daten beteiligte Rechenknoten ausgelagert. Das Konzept wurde im Rahmen des PArADISE-Frameworks (Privacy-AwaRe Assistive Distributed Information System Environment) umgesetzt und u. a. in Zusammenarbeit mit dem DFG-Graduiertenkolleg 1424 (MuSAMA-Multimodal Smart Appliances for Mobile Application) anhand eines Beispielszenarios getestet

Einfluss von Kohlenstoff Nanopartikeln auf die Zellphysiologie - mechanistische Studien zur toxischen Wirkung

Kohlenstoff Nanoröhren (CNTs) stellen wichtige Vertreter von Nanomaterialien dar. Eine potentielle Toxizität dieser Matierialien wurde im in vitro Zellsystem (A549, ECV304) eingehend untersucht und charakterisiert. Nach intrazellulärer Aufnahme konnte jedoch keine akute Cytotoxizität der CNTs beobachtet werden. Eine Schlüsselrolle in der CNT-induzierten Toxizität scheint jedoch die Fähigkeit einzunehmen, in Abhängigkeit ihrer Verunreinigungen Oxidativen Stress zu induzieren