Die Drachen von Game of Thrones haben in den letzten paar Saisons nicht gerade einen großartigen Lauf hinter sich. Zuerst ging Viserion, das vom Nachtkönig getötet wurde, dann vom Nachtkönig als Eisdrache wieder auferstanden ist und dann während der Schlacht von Winterfell erneut zerstört wurde, als Arya den Nachtkönig erschütterte und seine Armee der wight supremacists zerschmetterte. Als nächstes ging es nach Rhaegal, das erst letzte Woche von Euron Greyjoy und zwei gut platzierten, anscheinend hyperschallstarken Megaspeeren geschlagen wurde. Von Daenerys Targaryens Schuppen-Baby-Drillingen ist nur eines übrig geblieben, und selbst dieses braucht wahrscheinlich eine gewisse Erholungszeit, nachdem King's Landing zu einem schwelenden Aschehaufen geworden ist.
Auf der positiven Seite bedeutet dies, dass eine kleinere Heimindustrie benötigt wird, um sicherzustellen, dass Drogon gefüttert und versorgt wird, ohne den Rest von Westeros zu verschwenden - oder so entschlossen, ein Trio von Maryland-Schülern auf dem Weg, Tausende von anderen zu überholen Teams im renommierten Mathematical Contest in Modeling (MCM).
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Seit 1987 veranstaltet das gemeinnützige Konsortium für Mathematik und seine Anwendungen den jährlichen Wettbewerb für Universitäts- und Hochschulteams auf der ganzen Welt. Jedes Team wählt eines von drei komplexen, offenen Szenarien aus und recherchiert und erstellt anschließend ein technisches Papier, in dem eine Lösung analysiert und vorgeschlagen wird. Es ist eine viertägige Parodie, die den Wettbewerbsleiter Patrick J. Driscoll immer noch beeindruckt. "Egal, was wir für ein Problem anfertigen, es ist erstaunlich zu sehen, dass jeder diese Art von Arbeit in dieser kurzen Zeitspanne erledigen kann", sagt Driscoll, der am West Point Systems Engineering unterrichtet.
Während zwei der diesjährigen Szenarien, die im Wettbewerb als Probleme B und C bezeichnet wurden, reale Dringlichkeit aufwiesen, bat eines die Teams, eine Flotte von Drohnen zu konfigurieren und einzusetzen, die die Versorgungsketten für medizinische Hilfsgüter in Puerto Rico ergänzen würden, das andere bat sie um ein Modell zu entwickeln, das abschätzen könnte, wie schwer die Opioid-Epidemie in den USA werden könnte, wenn sie unvermindert anhält - das dritte Modell ging eindeutig in die Richtung von Westerosi. Aufgabe A umfasste die Modellierung der ökologischen Auswirkungen der drei auf der Erde lebenden Drachen von Dany.
Ihr Team ist beauftragt, die Eigenschaften, das Verhalten, die Gewohnheiten, die Ernährung und die Interaktion des Drachen mit seiner Umgebung zu analysieren. Dazu müssen Sie viele Fragen berücksichtigen. Sprechen Sie mindestens Folgendes an: Was sind die ökologischen Auswirkungen und Anforderungen der Drachen? Wie hoch ist der Energieaufwand der Drachen und wie hoch ist ihr Kalorienbedarf? Wie viel Fläche wird benötigt, um die drei Drachen zu tragen? Wie groß ist die Gemeinschaft, die benötigt wird, um einen Drachen in unterschiedlichem Maße zu unterstützen, der den Drachen zur Verfügung gestellt werden kann? Stellen Sie klar, welche Faktoren Sie bei der Beantwortung dieser Fragen berücksichtigen.
Fast 4.000 Teams, darunter drei Senioren der Richard Montgomery High School in Rockville, Maryland, haben das Problem gelöst. Matthew Kolodner, Clarissa Xia und Lauren Zhou hatten im vergangenen Jahr bei einem Wettbewerb erstmals einen Einblick in das Mathe-Modellieren erhalten und an ihrer Schule einen Verein gegründet. Nach einigen Wettbewerben in verschiedenen Teams schlossen sie sich für die diesjährige MCM zusammen - eine Art Supergruppe.
Keiner der drei war von Anfang an GoT-Fans; Ihre Reise in die Kryptozoologie beruhte hauptsächlich darauf, dass sie sich nicht mit der kombinatorischen Komplexität befassen wollten, die den beiden anderen Problemen inhärent ist. (Teams, die sich mit diesen auseinandersetzen, würden feststellen, "dass es wirklich extreme Computerherausforderungen gibt, egal wie sie es gemacht haben", sagt Driscoll.) Das erste Buch in der Reihe von George RR Martin (nicht die Show) wurde in der Bibliothek reserviert und war mehr als bereit zum Eintauchen. "Ein Teil des Models des Modellierens ist das Auffinden von Daten, aber ich konnte tagelang Fantasy-Wiki-Seiten lesen - was ich auch tat, " Sie sagt.
Während sie sich über Balerion the Black Dread informierte, fanden ihre Teamkollegen heraus, welche realen Tiere als Stellvertreter verwendet werden könnten, basierend auf dem Migrationsverhalten, der Körperdichte und anderen Eigenschaften. (Sie gingen mit Flugsauriern und Komododrachen.) Sie räumten ihre Zeitpläne für Skiausflüge ein und verbrachten das ganze Wochenende in Zhous Haus im Sleepover-Stil - "Wir hatten ein großes Glück, meine Mutter hat ein gutes Frühstück gemacht" - und nahmen Vorteil eines Montag-Feiertags, um ihr technisches Papier in der Frist zu erhalten.
Auf 23 Seiten beginnt das Trio mit der Bestimmung des Kalorienbedarfs (über eine Million pro Tag) und der Wachstumsrate der Drachen und erklärt sogar, warum sie eine modifizierte von Bertalanffy-Gleichung anstelle einer asymptotischen Sigmoid-Kurve verwenden. (Entschuldigung an die Mathematiker, aber ich stelle das nur fest, weil es ein sehr alberner Name ist.) Sie leiten dann die Landfläche ab, die notwendig wäre, um den Stoffwechselbedarf eines Drachen zu decken und gleichzeitig umweltverträglich zu bleiben. Betrachtet man Raubtiere an Spitzen in verschiedenen Biomen, so kommt man zu dem Schluss, dass jeder Drache nur 292, 5 Quadratmeilen für eine Savanne und 7.108 Quadratmeilen für die arktische Tundra (dh nördlich der Mauer) benötigt. Schließlich stellten sie in einem Abschnitt über menschliche Eingriffe - insbesondere die Logistik der nachhaltigen Viehzucht zum alleinigen Zweck des Drachendinners - fest, dass ein einzelner Drache 1798x Kühe erfordern würde, wobei x dem Minimum an Kühen entspricht, die für ein Überleben erforderlich sind Tag. (Die Kühe, die nicht gefressen werden, werden erwachsen oder sind nur mit Drogons nächster Mahlzeit schwanger.) Ja, das sind viele Kühe. Und viel Land - fast 20.000 Morgen pro gefressener Kuh.
Als der Blindevaluierungsprozess begann, beeindruckte Eintrag 17933 die MCM-Richter sofort. (Mit 14.000 Einsendungen, die durchgesiebt werden müssen, machen 136 freiwillige Richter in den USA und etwa 80 in China einen ersten Durchgang, um das Feld auf etwa 120 Einsendungen für jedes Problem zu beschränken. Dann widmen 10 Finalisten ein ganzes Wochenende der Überprüfung der Finalisten.) "Es ist sehr gut geschrieben", sagt Driscoll, "aber mir hat es sehr gut gefallen, wie sie den Modellierungsansatz durchgingen: das Problem definieren, Annahmen und Rechtfertigungen, Ansatz, Sensitivitätsanalyse und schließlich ihr Modell auf Stärken und Schwächen. Sie haben das wirklich, wirklich gut gemacht und es auf eine Art und Weise, die die Art und Weise, wie sie über jedes Element des Problems nachdachten, aufdeckte. Dies ist im Allgemeinen bei Papieren, die wir sehen, nicht der Fall."
Letztendlich ernannte MCM 17 Teams unter den 14.108 Teilnehmern zu herausragenden Gewinnern, der höchsten Auszeichnung des Wettbewerbs. Das Team von Montgomery High hat sich nicht nur eine der 17 Auszeichnungen gesichert - die einzige Highschool, die es geschafft hat -, sondern auch zusätzliche Auszeichnungen von der Mathematics Association of America und sogar von COMAP selbst erhalten. Als Driscoll schließlich die Sieger entblindete und die Teams hinter den Einsendungen enthüllte, sagte er: "Die Leute waren erstaunt."
Es liegt auf der Hand, dass der Schöpfer des Drachen es auch sein würde. "Obwohl George RR Martins Serie A Song of Ice and Fire unter die Kategorie 'Hard Fantasy' fällt", schrieben die Studenten, die nächstes Jahr an Stanford, Berkeley und der University of Maryland teilnehmen werden, "bezweifeln wir, dass er dieses Maß an Strenge erwartet angewendet auf seine Drachen."
