Zeitung Heute : „Mathematiker mischen überall mit“

Peter Deuflhard über neue Trends in seinem Fachgebiet, in der angewandten Forschung und neue Chancen für den Nachwuchs

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Peter Deuflhard (59)

lehrt Numerik an der FU und leitet das Zentrum für Informationstechnik (ZIB). Er sitzt auch im Vorstand des Forschungszentrums für angewandte Mathematik.

Foto: ZIB

Berlin entwickelt sich zu einem Mekka der Mathematiker. In den vergangenen Monaten kamen immer mehr Spitzenwissenschaftler an die Spree, um hier zu lehren und zu forschen. Einer ihrer wichtigsten Ansprechpartner ist der Numeriker Peter Deuflhard von der FU Berlin.

Numerische Mathematik – was ist das?

Mathematiker stellen Modelle realer Prozesse auf, also mathematische Gleichungen. Die Numeriker unter ihnen suchen zahlenmäßige, das heißt numerische Lösungen dieser Gleichungen. Oft handelt es sich um sehr komplizierte Gleichungssysteme, die wir mit Hilfe der Computer zu lösen haben. Und zwar verlässlich und schnell.

Also ein Spezialgebiet der Mathematik für eine überschaubare Zahl von Experten?

In meiner letzten Vorlesung an der Freien Universität saßen achtzig Studierende, davon die Hälfte Frauen. Das hat mich positiv überrascht. Als ich mit 34 Jahren in Heidelberg Professor wurde, hätte ich meine zweite Assistentenstelle gern mit einer Wissenschaftlerin besetzt. Das erwies sich damals als unmöglich.

Offenbar haben sich die Zeiten gewandelt …

Das Bild der Mathematik hat sich geändert. Trotzdem sind Frauen in diesem Fach noch immer selten. Zu meiner Studienzeit konnte ich mir Mathematik noch nicht wirklich als Beruf vorstellen. Deshalb studierte ich zunächst Physik und wechselte erst später das Fach. Heute gehe ich oft in die Schulen, um dem Nachwuchs zu sagen: Angewandte Mathematiker mischen überall mit.

Wo denn zum Beispiel?

Nehmen wir die Medizin und Biotechnologie. Mit Hilfe von Modellierung und Simulation sind wir beispielsweise in der Lage, schwierige Eingriffe in der Gesichtschirurgie zu planen. Wir können schon vor der Operation genau sagen, wie das Lächeln des Patienten künftig aussehen wird. Von dreißig Gesichtsmuskeln brauchen wir ja nur zehn, um zu lächeln. Unsere Simulationen sind ein großer Schritt hin zu einer maßgeschneiderten Medizin, eine völlig neue Qualität.

Die Patienten sehen bereits vor der Operation das Ergebnis?

Genau. Unsere Methode ist noch sehr jung, aber wir kooperieren schon mit zehn Kliniken in ganz Europa. Vor fünf Jahren kam ein Münchner Chirurg zu uns, der unsere Berechnungen zur Hyperthermie bei Unterleibskrebs kannte. Ob wir das auch für den Kopf könnten? Klar, sagten wir, für Mathematiker gibt es kaum einen Unterschied zwischen Unterleib und Kopf. Nach einem halben Jahr hatte er die ersten Resultate.

Wie gehen Sie vor?

Unser Modell für die Gesichtschirurgie umfasst ungefähr eine Viertelmillion Gleichungen. Wir arbeiten daran, dass es noch weniger werden. Bei komplizierten Eingriffen arbeiten Chirurgen, Kieferorthopäden und Mathematiker eng zusammen. Angewandte Mathematik ist Teamarbeit im virtuellen Labor.

Wo findet die Mathematik ihre Grenzen?

Mit unseren Projekten bewegen wir uns ständig an der Grenze der beherrschbaren Komplexität. Nehmen Sie als Beispiel das Design von Medikamenten. Dabei haben wir einen weltweit neuen mathematischen Zugang gefunden: Wir betrachten nicht mehr nur das starre Molekül, sondern berücksichtigen die schnellen Bewegungen der Atome. So ein Molekül ist nichts Lebloses, sondern die gesamte Struktur vibriert unheimlich schnell. Unsere mathematische Methode beschreibt diese Vibrationen durch Wolken im Raum, für Moleküle von etwa fünfzig bis siebzig Atomen.

Entwickelt sich die Mathematik im Wettlauf mit der Computertechnik?

Die technischen Grenzen der Computer sind keineswegs erreicht, schon eher die der mathematischen Methoden. Wo der Mensch direkt involviert ist, wird es schwierig, beispielsweise Leben, Sterben, Liebe, Krankheit oder menschlicher Verlust. Natürlich gibt es Mathematiker, die genau erklären können, warum der Mensch nur knapp hundert Jahre alt wird und sterben muss. Natürlich helfen Mathematiker, das Verständnis von Viruskrankheiten zu verbessern. Aber die Gefühle eines kranken Menschen werden wir nicht erfassen können.

Ist es nicht nur eine Frage der Zeit, bis Sie auch hinter solche Geheimnisse blicken?

In naher Zukunft können wir Organe, Knochen, Blutbahnen und Zellen des Menschen mathematisch darstellen, aber als Ganzes ist der Mensch mathematisch nicht modellierbar. Die Kunst ist, sich Teile des gesamten Modells herauszugreifen, um klar umrissene Fragen aus der Medizin zu beantworten.

Sie lehren an der Freien Universität. Wie eng ist der Kontakt zu den Kollegen an der Technischen oder an der Humboldt-Universität?

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft hat vor über einem Jahr ein Forschungszentrum für Angewandte Mathematik in Berlin eingerichtet. Es vereint mehr als siebzig Professoren von den drei Universitäten, dem ZIB und dem Weierstrass-Institut für angewandte Analysis und Stochastik. Hinzu kommen hunderte Mitarbeiter, Doktoranden und Studenten. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft investiert von 2002 bis 2007 rund zwanzig Millionen Euro in die Forschungen. Die Universitäten geben jährlich neun Millionen Euro dazu.

Ein Jahr Forschungszentrum – Zeit für eine erste Bilanz?

Dafür ist es noch zu früh. Wir sind allerdings so weit, dass die Berufung neuer Kollegen an die Technische Universität und die Humboldt-Uni abgeschlossen ist. Wir an der Freien Universität haben es etwas schwerer, weil wir einige sehr innovative Fachgebiete ausgeschrieben haben. In ihnen ist es nicht so einfach, wirklich gute Leute nach Berlin zu holen. Unabhängig davon haben wir am Forschungszentrum unkomplizierte Entscheidungsstrukturen aufgebaut. Der Vorstand, in dem die drei Universitäten, das ZIB und das Weierstrass-Institut vertreten sind, tagt oft. Auf kollegialer Ebene verstehen wir uns fast ausnahmslos hervorragend. Das ist sicher nicht selbstverständlich bei immerhin siebzig Professoren!

Ist das Forschungszentrum der Mathematiker ein Vorbild für andere Wissenschaften?

Nach anfänglichem Zögern hat das ZIB seit Ende der 90er Jahre bundesweit föderale Nachahmer gefunden. Ob sich die Idee der interuniversitären Zentrenbildung auch auf andere Disziplinen in Berlin übertragen lässt, werden wir sehen. Die Konkurrenz mit meinen Kollegen an der TU, HU oder am WIAS empfinde ich jedenfalls als sehr konstruktiv.

Alle reden jetzt von Elite-Unis in Forschung und Lehre – was sagen Sie dazu?

Als Pendant zu unserem exzellenten Forschungszentrum könnte ich mir für die Ausbildung junger Mathematiker eine Berlin School of Mathematics vorstellen, nach dem Vorbild der Harvard Medical School oder der Harvard School of Law. Dann wäre die Nachwuchsbildung in Berlin noch besser möglich, mit einem führenden Anspruch für Deutschland und Europa.

Das Interview führte Heiko Schwarzburger.

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