DYNAMO

world2modellEs gibt einen aktuellen Anlass für einen neuerlichen Eintrag in der Kategorie SoftwareMuseum: Heute ist Jay W. Forrester 90 Jahr alt geworden. Forrester hatte Fähigkeiten in mehreren Ingenieurs-disziplinen, entwickelte Staubsauger und Stromgeneratoren und hält u.a. ein grundlegendes Patent für Speicherbausteine. Am bekanntestens sind allerdings seine Arbeiten an komplexen Simulatoren – auch die Computer dafür baute sein Team selber. Seine theoretische Arbeit befasste sich mit der Interaktionen zwischen Objekten in komplexen dynamischen Systemen und deren Simulation; er begründete damit das Feld der Systemdynamik (System Dynamics). Dafür wechselte er an die wirtschaftswissenschaftliche Fakultät des MIT, die MIT Sloan School of Management. Die Anwendung seiner Theorien in den Wirtschafts- und Sozialwissenschaften führte auch zur Mitarbeit im Club of Rome, woraus die Studie Grenzen des Wachstums entstanden ist.

fischfangmodellWie in anderen Fällen auch, entstand das Werkzeug für diese Arbeit wieder unter der Leitung von Forrester selber – die Simulationssprache DYNAMO. In dieser speziellen Programmiersprache werden Systemmodelle in Gleichungsform eingegeben, compiliert und können dann durchgerechnet werden. Ein für den Schulgebrauch geeigneter Abkömmling ist VU-DYNAMO (ein immer noch erhältliches MS-DOS-Programm). Forrester hatte allerdings von Anfang an eine spezielle Symbolik mit Zustandsgrößen und Flüssen entwickelt, die später direkt zur Implementation grafisch interaktiver Modellbildungssysteme verwendet wurden, wie STELLAPowersim oder Vensim (diesen Ansatz hatten wir uns bei der Entwicklumg von MODUS auch zu Eigen gemacht). Für die Verwendung im Unterricht gibt es (neben Vensim PLE, einer kostenlosen Bildungsversion) mit DYNASYS eine bewährte Version für Windows-Rechner, für die auch eine umfangreiche Modellsammlung und Unterrichtsmaterialien zur Verfügung stehen (die Abbildung oben zeigt ein damit erstelltes Modell zum Fischfang).

SimCity

SimCityWill Wright ist einer der berühmtesten Computerspiel-Designer. 1989 erschien sein erster weltweiter Erfolg, die Städtesimulation SimCity (für Amiga, C64, Atari ST, PC und Mac, später auch auf Spielkonsolen). Es war der Start für eine ganze Serie solcher Simulationen, etwa SimLife, SimEarth, SimAnt, SimFarm und später die Serie Die Sims. Die Spieler haben in diesen Programmen fast unüberschaubar viele Möglichkeiten, in das Spielgeschehen einzugreifen, Szenarien zu entwerfen und dadurch (weitgehend selbstgesetzte) Ziele zu erreichen. Obwohl es bei diesen Spielen keine Gewinner und Verlierer gibt, fesseln sie die Spieler über einen langen Zeitraum und über Fortsetzungsfolgen hinweg, besonders ersichtlich bei den Sims, für die es inzwischen zahlreiche Erweiterungen und Varianten gibt.

Bei SimLife, das 1992 erschien, kann z.B. ein Ökosystem simuliert werden, wobei die Spieler die Genetik der Tiere und Pflanzen, die die künstliche Welt bevölkern, selber festlegen und damit die Evolution des Gesamtsystems beeinflussen können. Ziel ist der Erhalt eines stabilen Ökosystems. So nimmt es nicht Wunder, dass es auch im Unterricht bei der Behandlung der Evolution eingesetzt wurde.

Interessant ist, dass der theoretische Hintergrund für die Modelle, die in diesen Simulationen verwendet werden, das Konzept des Künstlichen Lebens (Artificial Life) ist, bei dem Eigenschaften und Fähigkeiten lebender Systeme im Computer nachgebaut werden.  Die technische Umsetzung erfolgt mit Hilfe agentenbasierter Simulationen, bei denen Populationen von Individuen miteinander und mit ihrer Umgebung interagieren. Geeignete Werkzeuge dafür sind z.B. NetLogo und StarLogo TNG (von dem vor kurzem die Version 1.0 offiziell frei gegeben wurde), das durch die dort generierten 3D-Welten sich schon wieder in Richtung der Sim-Reihe entwickelt.

Noch mehr als ecopolicy sind die Programme der Sim-Reihe geeignet, komplexes Problemlösen und vernetztes Denken in spielerischer Form zu trainieren. Mich freut es deshalb sehr, dass SimCity von Electronic Arts für das OLPC-Projekt frei gegeben worden ist und damit auf dem XO-Laptop gespielt werden kann. Wer auch ohne XO heute noch SimCity spielen will, findet inzwischen freie Varianten wie lincity oder OpenCity.