Spitzenforschung

Medizin bis Verkehrsnetz – Mathematik für alle

Das neue Forschungszentrum der Berliner Mathematik wird von den drei großen Berliner Universitäten gemeinsam getragen

Mathematik zum Anfassen: Im Forschungszentrum "MATH+" werden auch die Chancen der digitalen Revolution erforscht.

Mathematik zum Anfassen: Im Forschungszentrum "MATH+" werden auch die Chancen der digitalen Revolution erforscht.

Foto: Math+ / x

Am Exzellenzcluster „MATH+“ werden neue Ansätze in der anwendungsorientierten Mathematik erforscht und weiterentwickelt. Im Mittelpunkt stehen mathematische Grundlagen zur Nutzung immer größerer Datenmengen. Die spielen in vielen Bereichen unseres Lebens eine zentrale Rolle, sei es in der personalisierten, also auf den Patienten maßgeschneiderten, Medizin, der Optimierung von Verkehrsnetzen oder der nachhaltigen Energieversorgung. Im neuen Forschungszentrum der Berliner Mathematik sollen Fragestellungen der Lebens- und Materialwissenschaften, der Energie- und Netzwerkforschung sowie der Geistes- und Sozialwissenschaften interdisziplinär behandelt werden. Ziel ist es, neben wissenschaftlichen Fortschritten auch technologische Innovationen und ein umfassendes Verständnis sozialer Prozesse zu forcieren.

Der Cluster ist zudem das beste Beispiel für gute Zusammenarbeit von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in Berlin. Er wurde als einziger von allen drei großen Universitäten der Stadt – FU, HU und TU — gemeinsam beantragt. Beteiligt sind außerdem zwei hochrangige außeruniversitäre Institutionen, das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik sowie das Zuse-Institut Berlin. Hinzu kommen etliche Kooperationspartner wie etwa das Max Delbrück Centrum für molekulare Medizin (MDC), das Wissenschaftszentrum Berlin für Sozialforschung (WZB) oder das Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK) sowie Anwendungspartner wie die Charité. „MATH+“ baut auf dem Forschungszentrum „Matheon“ sowie auf der Berlin Mathematical School auf, die seit 2006 durch die Exzellenzinitiative gefördert wird.

Mediziner haben Fragestellungen, für die mathematische Modelle benötigt werden

„Mathematik hat sich in der Geschichte immer zusammen mit den anderen Wissenschaften und Technologien weiterentwickelt“, erläutert TU-Professor Martin Skutella, einer der drei Sprecher des Clusters. Wissenschaftler anderer Fachrichtungen, etwa Mediziner, haben Fragestellungen, für die mathematische Modelle und Methoden benötigt werden. Das gilt eben auch für die Nutzung großer Datenbestände. So haben Mathematiker am Computer anhand von Simulationen ein Schmerzmittel entwickelt, das nicht abhängig macht. Es soll demnächst klinisch getestet werden.

„Unsere Forschung wird durch einen Transferbereich komplementiert, dessen Aufgabe es ist, Forschungsergebnisse möglichst zeitnah in Industrie und Gesellschaft zu bringen“, erläutert Clustersprecher Michael Hintermüller (HU). Dort sollen praxisrelevante wissenschaftliche Ansätze bis zur Praxisreife entwickelt werden. „MATH+“ geht aber über technologie-orientierte Forschung hinaus. Ziel ist es, mit Mathematik auch neue Zukunftsthemen zu erschließen. „Dabei denken wir an ungewöhnliche und neue Kooperationen zu gesellschaftlich relevanten Themen, insbesondere mit Kollegen aus den Geistes- und Sozialwissenschaften“, erklärt Clustersprecher Christof Schütte (FU).

Wie breiten sich Meinungen aus?

Untersucht werden können zum Beispiel Meinungsbildungsprozesse: Wie treffen Menschen Entscheidungen? Wie breiten sich Meinungen aus? Ebenso relevante Fragestellungen sind, wie sich Krankheiten, etwa Infektionen, oder Innovationen ausbreiten und in früheren Zeiten ausgebreitet haben. Deshalb gehören neben Mathematikern und Informatikern etwa auch eine Biophysikerin sowie eine Archäologin zur Kerngruppe dieses Exzellenzclusters. Da Mathematik stark abstrahiert, können Ergebnisse auch auf andere Bereiche übertragen werden. „Wenn wir Prozesse und Mechanismen besser verstehen, können wir auch besser Vorkehrungen treffen. Dabei helfen mathematische Modelle“, sagt Martin Skutella.

Neben konkrete Forschungsprojekte soll im Cluster zudem ein neues kreatives Element treten, das „Topic Development Lab“. „Wir können heute noch nicht genau wissen, welche mathematischen Forschungsrichtungen in fünf Jahren relevant sind“, erklärt Skutella. In diesem Format können Wissenschaftler aus der ganzen Welt und unterschiedlichen Disziplinen gemeinsam neue Themen entwickeln.

Berlin hat international eine herausragende Stellung in der Mathematik. „MATH+“ will nachhaltig auf die Entwicklung der Mathematik in Deutschland und der Welt ausstrahlen. Deshalb wird der Ausbildung in Studium und Forschung höchste Bedeutung zugemessen.

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