Douglas R. Hofstadter

Datei:Douglas Hofstadter, Stanford 2006 (crop).jpg

(2006 in )

(* 15. Februar 1945 in ) ist ein US-amerikanischer Physiker, Informatiker und Kognitionswissenschaftler.

Leben

ist der Sohn des Physik-Nobelpreisträgers . Er verbrachte seine Jugend in Genf, graduierte 1965 an der mit Auszeichnung in Mathematik und promovierte 1975 an der in Physik bei Gregory Wannier (Dissertation: The energy levels of Bloch electrons in magnetic fields).<ref>Douglas R. Hofstadter im Mathematics Genealogy Project (englisch) Vorlage:MathGenealogyProject/Wartung/id verwendet</ref> war 1975 Predoctoral Fellow an der Universität Regensburg<ref name="cforstner.de">Rumpelstilzchen hat Gold gesponnen. In: christian-forstners Webseite! 17. Oktober 2017 (christian-forstner.de [abgerufen am 20. Oktober 2017]). </ref> und später Gastprofessor am und ist derzeit Professor für Kognitionswissenschaften an der .

Er hat zwei Kinder. Seine erste Frau, die er 1985 heiratete, starb 1993. Seit 2012 ist er mit Baofen Lin verheiratet.

Hofstadter hat eine Leidenschaft für Fremdsprachen. Neben seiner Muttersprache Englisch spricht er Französisch und Italienisch fließend und recht gut Deutsch. Sein Buch Onegin ist eine Versübersetzung des Romans Eugen Onegin von Alexander Puschkin.

Werk

Hofstadter-Schmetterling

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Hofstadter-Schmetterling

1975 untersuchte er das energetische Spektrum von Elektronen in zweidimensionalen Gitterstrukturen mit einem äußeren Magnetfeld, das eine selbstähnliche fraktale Struktur ergibt, den Hofstadter-Schmetterling. Die ersten Berechnungen dazu führte er mit Hilfe eines HP-9820A-Tischcomputers an der Universität Regensburg als Gastwissenschaftler durch.<ref name="cforstner.de"/> Sie waren auch Gegenstand seiner Dissertation; später wurden die Ergebnisse in der Physical Review publiziert.<ref>Hofstadter Energy levels and wavefunctions of Bloch electrons in rational and irrational magnetic fields, Physical Review B 14, 1976, S. 2239–2249.</ref> Dies wurde 2013 auch experimentell in Graphen-Supergittern unabhängig von verschiedenen Gruppen (University of Manchester und eine Gruppe um Hochfeldlabor der Universität Florida) beobachtet.<ref>L. A. Ponomarenko, R. Gorbachev u. a. Cloning of Dirac fermions in graphene superlattices, Nature, Band 497, 2013, 594–597, Abstract</ref><ref>40-year-old prediction confirmed: First direct proof of Hofstadter butterfly fractal observed in moire superlattices</ref><ref>Dean u. a. Hofstadter's butterfly in moire superlattices: A fractal quantum Hall effect,Arxiv Preprint, Nature, Band 497, 2013, 598–602, Abstract</ref><ref>Hofstadter’s butterfly spotted in Graphen, Physics World 2013</ref> Hofstadter beschrieb in seinem Modell Bloch-Elektronen in Magnetfeldern, die die Elektronen auf Bahnen mit der durch das Magnetfeld bestimmten Zyklotron-Frequenzen zwingen. Die Energieniveaus sind quantisiert in Abhängigkeit vom Verhältnis der Zyklotronfrequenz zu den Gitter-Parametern.

Um den Effekt beobachten zu können, musste man allerdings entweder sehr starke Magnetfelder oder Gitter mit sehr großen Gitterabständen (Supergitter) benutzen. 2013 gelang es schließlich durch eine Kombination aus beidem. Die Supergitter wurden mit Graphen auf sehr glatten Bornitrid-Oberflächen erzeugt – beide hatten hexagonale Struktur und deren Zusammenspiel erzeugte eine Art Moiré-Gitter.

Überblick

Einer großen Öffentlichkeit wurde Douglas R. Hofstadter durch sein populärwissenschaftliches Buch Gödel, Escher, Bach: ein Endloses Geflochtenes Band bekannt, für das er 1980 den -Preis sowie den in der Kategorie erhielt. Das Buch nimmt Bezug auf den Mathematiker Kurt Gödel, den Zeichner M. C. Escher und den Komponisten Johann Sebastian Bach im Zusammenhang vielfältiger Betrachtungen unter anderem zum Zen-Buddhismus und zur Künstlichen Intelligenz.

Darin stellt er unter anderem mehrere mathematische Folgen ganzer Zahlen mit einfachen rekursiven Bildungsregeln vor, die seither als -Folgen bezeichnet werden. Die Eigenschaften der bekanntesten unter ihnen, der Q-Folge, konnten bis heute nicht in einem strengen mathematischen Sinn bewiesen werden.<ref name="Pinn_1999_S42">Klaus Pinn: . In: . Band 4, 1999, S. 42, arxiv:chao-dyn/9803012v2. </ref><ref name="Pinn_2000_S57">Klaus Pinn: . In: . Band 9, Nr. 1, 2000, S. 57, arxiv:cond-mat/9808031. </ref><ref name="Balamohan_2007_S2">: . In: . Band 10, Nr. 7. , 2007, ISSN 1530-7638, S. 2 (uwaterloo.ca [PDF]). </ref> Es ist insbesondere unbekannt, ob die Q-Folge an allen Stellen wohldefiniert ist, das heißt, ob sie irgendwo abbricht.<ref name="Pinn_1999_S42" /><ref name="Emerson_2006_S7">: . In: . Band 9, Nr. 1. , 17. März 2006, ISSN 1530-7638, S. 7 (uwaterloo.ca [PDF]). </ref><ref name="Balamohan_2007_S2" /> Die Darstellung der Q-Folge in Buch ist die erste bekannte Erwähnung einer Meta--Folge in der Literatur.<ref name="Emerson_2006_S1">: . In: . Band 9, Nr. 1. , 17. März 2006, ISSN 1530-7638, S. 1 (uwaterloo.ca [PDF]). </ref><ref name="Emerson_2006_S7" /> Ebenfalls aus diesem Werk stammt die seltsame Schleife.

1981 veröffentlichte er gemeinsam mit dem Philosophen (deutscher Titel: Einsicht ins Ich). 1985 erschien , eine Sammlung von Artikeln, die er in den Jahren zuvor als ständige Rubrik im (dt. als Metamagikum in Spektrum der Wissenschaft) veröffentlicht hatte. In dieser Rubrik folgte er mit dessen (dt. Mathematische Spielereien) nach; Metamagical Themas ist ein Anagramm von Mathematical Games.

Im Jahr 1995 erschien , das mit Kollegen der (daher das Wort „FARGonauten“ im Titel der deutschen Ausgabe) vom der verfasste. Ein Exemplar dieses Werkes war das erste bei Amazon verkaufte Buch.<ref>History & Timeline. phx.corporate-ir.net</ref>

In : aus dem Jahr 1997 diskutiert die Frage der literarischen Übersetzung anhand des Gedichtes von – verschiedene Übersetzungen des Gedichts durchziehen das Buch – und anhand zahlreicher anderer Werke. Insbesondere spielen die Schönheit der Sprache, das Problem der Übersetzbarkeit des Nichtübersetzbaren und die Frage, wie dicht man am Original bleiben muss, eine große Rolle.

In seinem 2007 veröffentlichten Buch verbindet seine Gedankenexperimente und intellektuellen Abenteuer mit seiner eigenen Lebensgeschichte.

Sein im Jahr 2013 gemeinsam mit Emmanuel Sander verfasstes Buch Surfaces and Essences: Analogy as the Fuel and Fire of Thinking (deutsch: Die Analogie: Das Herz des Denkens, 2014) widmet sich der Analogie als Grundprinzip menschlichen Denkens und Lernens.

Themen

Hauptthema ist die Frage nach der Natur der menschlichen Intelligenz, der Erkenntnis und des Selbst. Er nähert sich diesem überwiegend aus der Richtung der Physik, der Informatik, der formalen mathematischen Logik und – in eingeschränktem Maß – der Physiologie. In den 1980er Jahren war er einer der Vertreter jener wissenschaftlichen Richtung, die große Erwartungen an das Fachgebiet der Künstlichen Intelligenz knüpften.

untersucht, wie aus relativ einfachen, „dummen“ Bestandteilen – wie den Neuronen des menschlichen Gehirns – intelligente Systeme mit der Fähigkeit zur Selbstreflexion entstehen können. Hierzu prägte er den Begriff , nach einem bestimmten Verhalten einer Art der Grabwespen (lat. ). Dies ist das Leitmotiv in seinem Buch Gödel, Escher, Bach. Er warnt in diesem Zusammenhang vor zu starker Vereinfachung und schierem Reduktionismus und meint, dass die Lösung in der Synthese von Holismus und Reduktionismus liegen müsse.

Zu den Psi-Experimenten von Daryl Bem schreibt Hofstadter, es müsse eine „Ausschaltvorrichtung für Verrücktheit“ geben (so auch der Titel seines Artikels auf nytimes.com: A Cutoff for Craziness). Er wendet sich gegen die Veröffentlichung von Artikeln, die unser Verständnis vom Wesen des Universums grundsätzlich verändern würden, in wissenschaftlichen Zeitschriften: „If any of his claims were true, then all of the bases underlying contemporary science would be toppled, and we would have to rethink everything about the nature of the universe. ... [W]e cannot lightly publish articles whose implications would necessarily send all of science as we know it crashing to the ground. Instead, we have to find out how those articles are wrong. Or perhaps we simply have to ignore them, because there are a million crazy ideas.“<ref>Douglas Hofstadter: A Cutoff for Craziness. In: NYTimes.com. The New York Times Company, 7. Januar 2011, abgerufen am 12. Mai 2013 (). </ref>

Auszeichnungen

1980 wurde Hofstadter für Gödel, Escher, Bach – ein Endloses Geflochtenes Band mit dem National Book Award for Nonfiction und dem Pulitzer-Preis/Sachbuch ausgezeichnet. 2009 wurde er in die American Academy of Arts and Sciences sowie in die American Philosophical Society<ref>Member History: Douglas Hofstadter. American Philosophical Society, abgerufen am 2. Oktober 2018. </ref> gewählt. 2018 übernahm er die Albertus-Magnus-Professur der Universität zu Köln. 2022 wurde ihm die Lichtenberg-Medaille verliehen.

Publikationen (Auswahl)

• Vom Zauber des Zauberwürfels. Mathematische Spielereien. In: Spektrum der Wissenschaft. Spektrum Akademischer Verlag, Mai 1981, ISSN 0170-2971, S. 16 ff. (Enthält u. a. eine Anleitung zur fachgerechten Würfeldemontage, Lösungsstrategie, grafische Muster und Variationen. Englisches Original: , 1981). 
• (Platz 1 der Spiegel-Bestsellerliste vom 29. April bis zum 1. September und vom 9. bis zum 22. September 1985)
• . 1997. 
• Eugene Onegin; A Novel Versification. Basic Books, New York 1999, ISBN 0-465-02094-1.

Weblinks

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Wikiquote: Douglas R. Hofstadter – Zitate

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Commons: Douglas Hofstadter – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

• Literatur von und über Douglas R. Hofstadter im Katalog der Deutschen Nationalbibliothek
• Hofstadters Homepage an der
• Glen Worthey: Douglas R. Hofstadter: Analogy as Core, Core as Analogy. In: Stanford University. 2006, archiviert vom Vorlage:IconExternal am 16. Januar 2006; abgerufen am 1. Januar 1970 (, Würdigung anlässlich der Stanford Presidential Lecture). 
• Das Ich – eine virtuelle Murmel, Interview bei focus.de, 25. Februar 2008

Einzelnachweise

<references />