Donnerstag, 19. März 2020

Toilettenpapier, Exponentialfunktion, Digitalisierung


Lassen Sie mich einige unkoordinierte Gedanken vortragen zu diesen 3 Begriffen, die ich in einen Zusammenhang mit dem aktuell grassierenden Corona-Virus stellen möchte. Corona-Virus ist der umgangssprachliche Name für dieses Virus, in der Wissenschaft hat dies den Namen SARS-CoV-2 erhalten. Im angegebenen Artikel in der Wikipedia finden Sie Details zu diesem Virus.

Beginnen möchte ich mit dem ersten Schlagwort.


Toilettenpapier

Im Rahmen dieser Virus-Pandemie kaufen die Menschen Toilettenpapier, als gäbe es morgen keines mehr. Und Nudeln. Und Reis. Und Büchsen-Ravioli. Und .... Alles nichts mit Bio oder gesundem Essen, aber dafür haltbar.

Was machen die Menschen mit einem Einkaufswagen voller Toilettenpapier? Wofür braucht man Toilettenpapier bei dieser Virus-Erkrankung? Kann man sich mit Toilettenpapier vor dem Virus schützen? Der Sinn eines Großeinkaufs von Toilettenpapier im Zusammenhang mit einer Viruserkrankung leuchtet mir nicht ein, konnte mir bisher auch von niemandem erläutert werden.

Ich selbst habe Vorräte im Haus, aber in der heutigen Zeit brauche ich keine Vorräte für 3 (oder mehr) Monate. Früher hatte man Vorräte im Keller, um über den Winter zu kommen (die letzten Kartoffeln aus dem Keller im Frühjahr schmeckten schrecklich), aber heute hat man dies nicht mehr und kann damit auch nicht mehr umgehen. Oder kaufen Sie im Herbst 2 Zentner Kartoffeln und legen diese in Ihren Keller?

Ich halte es auch für unsolidarisch, wenn ich mir 100 Rollen Toilettenpapier hinlege, denn damit haben andere Menschen kein Toilettenpapier mehr. Wenn ich wesentlich mehr Stücke eines Produktes kaufe als ich brauche, dann bewerte ich dies als Egoismus.


Exponentialfunktion

Die Zahl der von diesem Virus infizierten Menschen entwickelt sich aktuell in dieser Form:


Dieses Bild ist der Stand vom 19.3.2020 und stammt aus dieser Quelle: COVID-19 Dashboard.

Sie sehen, daß diese Kurve niedrig beginnt, aber dann steil ansteigt. Eine solche Entwicklung nennt man exponentielles Wachstum, die diese Kurve beschreibende Funktion nennt man Exponentialfunktion. Sie zeichnet sich aus durch einen konstanten Faktor, der aufeinanderfolgende Werte unterscheidet. Im Fall der Infektion mit dem Corona-Virus ist dies:


Quelle: Steigerungsrate in Hessen vom 19.03.2020.

Eine Verdopplung der Fallzahlen innerhalb von etwa 3 Tagen (Stand 19.3.), d.h. von 2 auf 4 Fälle benötigt das Virus ca. 72 Stunden, von 4 auf 8 Fälle weitere 72 Stunden. Usw.

Schachbrett

Vielleicht kennen Sie die Geschichte mit dem Reiskorn auf einem Schachbrett, die Sie hier (und an vielen anderen Stellen) nachlesen können: Reis auf dem Schachbrett.

Man beginnt mit einem Reiskorn auf dem ersten Feld, und beim nächsten Feld verdoppelt man die Anzahl Reiskörner, also 1 Korn, dann 2 Körner, dann 4 Körner usw. So etwas geht natürlich nicht unbegrenzt. Auch hier handelt es sich um eine Exponentialfunktion und in diesem Beispiel würde die Zahl der Reiskörner auf dem letzten Feld die Reisernte mehrerer Jahre übersteigen.

Zinsen

Vielleicht erinnern Sie sich noch an die Zeit, als man Geld auf die Bank brachte, die das Geld verwahrte und am Jahresende einen kleinen Betrag auf das übergebene Geld drauf addierte, so daß es etwas mehr wurde. Diesen kleinen Betrag nannte man Zinsen, und mit jedem Jahr wuchs so der der Bank überlassene Geldbetrag, denn auch auf den zusätzlichen Betrag wurden am folgenden Jahresende wieder Zinsen gezahlt. Diese Rechnung nennt man Zinseszinsrechnung. Und das Wachstum entspricht dem Bild mit dem Reis auf dem Schachbrett, wenn auch wesentlich langsamer. Deshalb sind Zinseszinsen auch eine Form eines exponentiellen Wachstums.

Virus

Nehmen wir einmal an, daß ein infizierter Mensch innerhalb eines Tages das Virus auf 2 weitere Menschen überträgt. Jeder dieser Menschen steckt dann am darauffolgenden Tag (d.h. im gleichen Zeitraum) wieder 2 Menschen an. Und jeder davon steckt dann jeweils wieder 2 Menschen an usw., womit wir beim Beispiel mit dem Reiskorn auf einem Schachbrett angekommen sind. Und das bedeutet, daß die Zahl der infizierten Menschen langsam anfängt und dann steil in die Höhe geht, so wie die Zahl der Reiskörner auf den Feldern des Schachbretts dramatisch stieg. In diesem Film wird das sehr schön erläutert:


Und im Film wird auch erläutert, daß dieses Wachstum nicht unbegrenzt weitergehen kann, denn ab einem bestimmten Zeitraum wird ein infizierter Mensch möglicherweise keinen gesunden (= nicht infizierten) Menschen treffen, den er infizieren kann. Spätestens dann endet das Bild mit der Exponentialfunktion, aber mit Hilfe der Mathematik kann man die weitere Entwicklung berechnen, somit vorhersagen und sich vielleicht sogar auf diese Entwicklung einstellen. Befragen Sie dazu bitte die Suchmaschine Ihres Vertrauens zum Schlagwort Markow-Kette, aber eine Darstellung dieser Methode würde hier zu weit führen.


Digitalisierung

In den heutigen Zeiten soll man bei Verdacht auf Corona-Virus nicht in die Arztpraxis gehen, da man dort möglicherweise andere Patienten und insbesondere die dort beschäftigten Menschen anstecken könnte. In solch einem Fall geht die Beratung von Arzt zu möglichem Patienten auch per Telefon, der Symptome abfragt und einen Patienten zu einer entsprechenden Klinik oder einem Labor weiterschicken kann.

In Zeiten der Digitalisierung sollten aber auch andere Möglichkeiten existieren. Ein Beispiel: Viele Menschen tragen heute sog. Fitness-Tracker, also Uhren, die neben einer Anzeige der Uhrzeit auch Daten erheben, wie z.B. Anzahl Schritte, überwundene Höhenmeter, Schlafphasen usw. aber auch Herzfrequenz, Blutdruck, Sauerstoffsättigung im Blut usw. Aus solchen und weiteren Daten könnte dann ein Arzt eine Diagnose erstellen, sofern der Träger des Fitness-Trackers dem Arzt diese Daten zur Verfügung stellt. Manche Länder messen die Körpertemperatur von Reisenden, eine solche Funktion könnte man sicherlich auch in einen solchen Fitness-Tracker einbauen. Weitere Funktionen sind sicherlich machbar, die vom Fitnesstracker erhobenen Daten werden dann von diesem notiert. Diese Daten könnte man per Computer oder über einen Arzt auswerten und der Arzt könnte eine erste Diagnose erstellen. Dies alles kann erfolgen, ohne daß ein Patient eine Praxis aufsuchen und dort im Wartezimmer Platz nehmen muß.

Ein entsprechendes Gerät zur Diagnose Cornonavirus-Verdacht existiert meines Wissens nicht, aber vermutlich kann man so etwas entwickeln (unabhängig vom Ausbruch dieses Virus). Und bei gut ausgebauten Internet-Verbindungen können diese Daten zwischen Arzt und Patienten ausgetauscht werden. Aber dazu müsste man vorausschauend planen und entsprechende Maßnahmen zum Ausbau der Internetverbindungen starten, also wird dies in Deutschland noch ein wenig dauern.

Vermutlich wird man in China oder den USA, möglicherweise auch in Israel, solch ein Gerät entwickeln, aber der Einsatz in Deutschland wird dann die Internetverbindungen in Deutschland überfordern.

Schulen und Hochschulen sind aktuell geschlossen worden. Wieso gibt es eigentlich keinen Schulunterricht über Internet? Meetings und Konferenzen kann man per Internet durchführen und werden aktuell auch verstärkt so durchgeführt, siehe Videobesprechungen. Hat man sich so etwas mal für Schulen überlegt?

Man hätte sich auf so einen Fall vorbereiten können. Man hätte so vieles machen können, wenn man vorher gewarnt worden wäre..... (siehe Risikoanalyse „Pandemie durch Virus Modi-SARS“). Man hätte .... oder könnte .... oder vorausschauend .... oder .....

Aber wie sagte schon ein grosser Polit-Philosoph: Hätte hätte Fahrrad-Kette (Zitat aus diesem Lied: "Doch ich hab kein Bock, ich hab kein Bock"). So ist halt die Politik in Deutschland.