Das Programmpaket MATHEMATICA

Wer kennt es nicht, dieses nervenraubende Umstellen von Formeln, Lösen von Gleichungssystemen oder das Aufbereiten und Lösen von Differentialgleichungen mit viel Arithmetik. Allzuoft muß man dann beim Überprüfen der Ergebnisse feststellen, daß z.B. wieder einmal Vorzeichen übersehen wurden oder das benötigte Integral so nicht in den Integraltafeln steht. Dabei wollte man doch nur mal schnell sehen, ob ...

Glücklicherweise gibt es mittlerweile eine Reihe von ausgefeilten Formelmanipulationsprogrammen, mit denen solche Hürden weitestgehend umgangen werden können. Eines dieser recht komfortablen Programme ist MATHEMATICA von WOLFRAM RESEARCH.

Warum nun gerade MATHEMATICA und nicht MAPLE V, AXIOM o.ä. werde ich gern von den Kollegen gefragt. Nun, einer der Gründe ist wohl, daß man kaum dazu neigt, sich in ein anderes Programm einzuarbeiten, wenn das eigene alle Anforderungen recht gut erfüllt. So sind graphische Darstellung (2D, 3D), Gleichungssysteme, gewöhnliche Differentialgleichungen, Koordinaten- und andere Transformationen (Laplace-, Fourier-,...), logische Operationen, Listen manipulieren, alles in TEX (verbessert ab Version 3.0), FORTRAN oder C ausgeben, ja sogar externe Programme (MATHLINK) einbinden kein Thema mehr. Insider können MATHEMATICA selbst als Programmiersprache nutzen. Voraussetzung ist, daß man dem umfangreichen Büchermaterial die richtigen Kniffe entlocken konnte. Einfache Dinge kann man dabei schnell dem Handbuch (siehe Abbildung auf der MATHEMATICA-homepage http://www.tu-chemnitz.de/home/jwin/mathematica.html) entnehmen. Für den suchenden Fortgeschrittenen empfehle ich, dann schon eher einmal in das MATHEMATICA JOURNAL hineinzuschauen. Mein Lieblingskapitel ist TRICKS OF THE TRADE. Hilft das nichts, so bleibt noch, bei WOLFRAM RESEARCH direkt nachzusehen (http://www.wri.com/news/index.html). MATHSOURCE ist da ein Fundus an Lösungsalgorithmen, die standardmäßig nicht implementiert sind. Gewarnt sei allerdings davor, diesen Dingen blind zu vertrauen: NOBODY IS PERFECT und somit sind es auch dessen Programme nicht.

Alles in allem ist MATHEMATICA ein Programmpaket, das dem Anwender die Arbeit sinnvoll erleichtert und nicht zuletzt das umfangreiche Fachwissen, insbesondere der Mathematik, leichter zugänglich macht. Viele zeitintensive Berechnungen und Anwendungen rücken somit in den Bereich des Machbaren. Als einfaches Beispiel sei die Fourierlösung für Geschwindigkeitsverteilungen in Filmströmungen mit Seitenwand und konstanter Filmhöhe angegeben. Das Ergebnis ist als Animation unter http://www.tu-chemnitz.de/msc/Animation/anitest.html zu finden.

Vom URZ wird im Rahmen einer Campuslizenz die Version 2.2 für alle gebräuchlichen Plattformen (SUN, HP, IBM RISC 6000, SGI, LINUX, WINDOWS, MS DOS... ) angeboten. Gegen eine jährliche Überlassungsgebühr können auf Rechnern der TUCZ sowohl Single- als auch Network-Lizenzen (inkl. über /uni/global) genutzt werden.


Matthias Schmidtchen, Fakultät f. Maschinenbau und Verfahrenstechnik, 27. November 1996