02.03.2023
Was verbindet Chemie und Informatik?
- Chemie und Informatik (Pixabay [CCO])
In der Informatik lassen sich alle Zustände und Informationen als eine Abfolge von Nullen und Einsen, im Fachjargon Bits genannt, beschreiben. Dafür gibt es eigenes Zahlensystem, das binäre System. So wie wir in unserem gewohnten Zahlensystem einfach 1, 2, 3, 4, 5 etc. zählen, so funktioniert das gleiche im binären System über die Abfolge 1, 10, 11, 100, 101 etc.
Da diese Zahlen sehr schnell sehr lang werden, behilft man sich oft mit dem sogenannten hexadezimalen System. Hier kommen nach der 9 erst noch die Buchstaben A, B, C, D, E, F, bevor die 10 kommt. Die 10 im hexadezimalen System entspricht also der Zahl 16 in unserem gewohnten dezimalen System.
Denn ein weiteres Charakteristikum in der IT ist die Zählweise ab der Zahl 0. Das muss beim Programmieren entsprechend berücksichtigt werden, da wir im normalen Leben gewohnt sind, das Zählen mit der 1 zu beginnen.
Viele Angaben in der IT leiten sich aus dem Binärsystem ab. Zum Beispiel gehen die IP-Nummer, mit denen wir Webseiten ansteuern, von 0.0.0.0 bis 255.255.255.255, wobei 256 exakt dem Wert 28 entspricht. Warum 256? Ein weiteres Charakteristikum in der IT ist die Zählweise ab der Zahl 0. Das muss beim Programmieren entsprechend berücksichtigt werden, da wir im normalen Leben gewohnt sind, das Zählen mit der 1 zu beginnen. Analytik NEWS hat übrigens die IP 136.243.163.20. Damit sich das niemand merken muss, wurde das Domain-Name-System erfunden, mit dem wir Webseiten über einprägsamere Adressen wie beispielsweise analytik.news ansteuern können.
Die drei Farbcodes für den RGB Farbraum (Rot, Grün Blau) gehen jeweils von 0 bis 255 oder im hexadezimalen System von 0 bis FF. Farbangaben für Webseiten müssen immer im hexadezimalen System gemacht werden, sodass ein Programmierer immer mit beiden Zahlensystemen arbeiten muss.
Es gibt natürlich noch tausende andere Beispiele, für die das Binärsystem und die damit verbundene Zählweise relevant ist. Denken wir nur daran, dass 1 Megabyte exakt 1.024 Kilobyte und 1.048.576 Byte entspricht. Fälschlicherweise wird oft mit dem Faktor 1 Million umgerechnet, was nicht ganz korrekt ist. Denn wenn wir über ganz große Zahlen wie Petabyte reden, wird die Abweichung erheblich (1 Petabyte entspricht 1.125.899.906.842.624 Bytes), nämlich gut 12,6 Prozent (1 Petabyte entspricht 112.589.990.684.262 Bytes).
Aber was ist nun die Verbindung zur Chemie?
Dort haben wir Atome als die zentralen Ausgangsbausteine, mit denen wir alle bekannten Stoffe beschreiben können. Dazu kommt natürlich noch deren räumliche Anordnung zueinander und vieles mehr. Hier haben wir statt 2 Zuständen, wie in der Informatik, insgesamt über 100 Elemente. Um genau zu sein kennen wir aktuell 118 von Wasserstoff bis zu Oganesson, wobei das noch nicht das Ende der Fahnenstange zu sein scheint?. Selbst wenn wir uns nur auf die natürlich vorkommenden Elemente beschränken, liegen wir bei 92-94, was die Komplexität der Chemie erahnen und die Zahl der möglichen Moleküle und Verbindungen fast unendlich groß werden lässt. Genau wie die Komplexität moderner Software-Produkte wie Microsoft Windows.
Allerdings ist Software nie fehlerfrei und das führt oft zu Sicherheitslücken oder anderen ernsthaften Problemen. Im Unterschied dazu, machen in der Chemie beispielsweise Kristallfehler erst die Schönheit von Edelsteinen aus. Oder sie werden bewusst eingebaut und ermöglichen so erst Dinge wie Transistoren, die dann wieder die Brücke zu IT-Systemen schlagen.
Den deutschen Journalisten und Fachbuchautor Jörg Schieb kennt eigentlich jeder, der mit IT und Informatik zu tun hat, aus dem Fernsehen, hat schon mal eines seiner zahlreichen Bücher in der Hand gehabt oder einen seiner Beiträge in Zeitschriften gelesen. Schieb gilt bereits seit den 1980er Jahren als IT-Fachmann und nutzt heute natürlich auch das Internet, YouTube und Soziale Medien, um sein unerschöpfliches Fachwissen zu teilen.
In einem kurzen YouTube-Video hat er kürzlich den folgenden wunderbaren Satz gesprochen:
Bits sind die Atome der digitalen Welt.
Jörg Schieb (*1964)
"Stimmt", dachte ich spontan, "Das ist ganz abstrakt gedacht die bildliche Verbindung beider Welten in 7 Worten." Danke für diesen schönen Aphorismus!
Autor:
