Kopf des Monats

Prof. Dr. Volker Mehrmann

Von 2008 bis 2016 Sprecher des Forschungszentrums Matheon






Volker Mehrmann ist seit 2000 Professor für Numerische Mathematik an der TU Berlin und Mitglied im Vorstand von Matheon und ECMath. Von 2008 bis 2016 war er Sprecher des Forschungszentrums Matheon.

Herr Professor Mehrmann, das Matheon feiert in diesem Jahr sein 15-jähriges Bestehen. Wir wollen zu Beginn unserer Reihe „Kopf des Monats“ mit Ihnen Rückschau halten auf die Entwicklung, die es seither genommen hat.

Sie waren von Anfang an dabei. Wie kamen Sie dazu?


Ich war gerade aus Chemnitz nach Berlin gekommen, als ein Anruf von der DFG kam, ob sich die Berliner Mathematik nicht an dem aktuellen Call für DFG-Forschungszentren beteiligen wolle. Also habe ich mich mit Martin Grötschel, Jürgen Sprekels und Peter Deuflhardt zusammengesetzt: Ja, wir wollten. Und so blieben wir sitzen, von 12 bis 20 Uhr, und danach war der Vorantrag quasi fertig. Allerdings waren wir damit noch nicht erfolgreich. Den Zuschlag bekamen hauptsächlich physikalisch orientierte Projekte mit Schlüsselbegriffen wie Nano, etc.

Aber die DFG hat einen zweiten Call gestartet?

Ja, denn es konnten viele exzellente Skizzen nicht berücksichtigt werden. Diesmal adressierte die DFG explizit das Thema Modellierung und Simulation in den Geistes- und Ingenieurwissenschaften. Darauf haben wir uns wieder beworben.

In der Endrunde konnten wir unseren Antrag in Bonn vor der DFG verteidigen. Dabei haben wir uns gegen Darmstadt (Mathematik und Ingenieurwissenschaften) und gegen Heidelberg (Mathematik und Lebenswissenschaften) durchgesetzt.

Allerdings war dazu eine Menge Überzeugungsarbeit nötig. Kritisch war, dass unser Antrag die enge Kooperation von fünf großen Berliner Forschungseinrichtungen beinhaltete. Zunächst glaubte niemand – weder unsere fünf Leitungsebenen noch die DFG –, dass das – rein organisatorisch – gutgehen würde. Unter großen Köpfen gibt es schließlich immer gewisse Eitelkeiten.

Aber die Mathematiker haben das geschafft. Und wir haben über all die Jahre nicht nur gezeigt, dass das geht. Unser Modell war so erfolgreich, dass es mittlerweile ein Standardmodell solcher Cluster bei der DFG ist.

Also konnten Sie 2002 das Matheon gründen und als Erfolgsmodell in angewandter Mathematikforschung etablieren – über zwölf Jahre, also drei DFG-Förderperioden hinweg, und darüber hinaus jetzt als Teil des Einsteinzentrums für Mathematik Berlin ECMath. Sie selbst standen von 2008 bis 2016 als Sprecher an der Spitze des Matheon. Was waren denn aus Ihrer Sicht die Garanten des Erfolgs?

Entscheidend für den langfristigen Erfolg war die Findungsphase: Wir hatten jetzt fünf Millionen Euro von der DFG und mussten damit etwas Sinnvolles machen. Bis dahin gab es nur ein Konzept aber noch keine Projekte. Wie also das Geld an die einzelnen Forscher verteilen? Dafür mussten drei grundsätzliche Entscheidungen getroffen werden.

Erstens: Stellen wir uns anhand der Mathematik auf oder anhand der Anwendungsfelder?

Das wurde durchaus kontrovers diskutiert. Schließlich haben wir uns entschieden, die Anwendungsfelder in den Vordergrund zu stellen, weil das für die Kommunikation nach außen besser geeignet war. Auf dieser Grundlage haben wir unsere Matrix-Struktur entworfen, die in der einen Ebene die Anwendungsfelder aufführt und in der zweiten Ebene die mathematischen Forschungsbereiche.

Zweitens: Auf welche Anwendungsfelder wollen wir uns fokussieren?

Hier haben wir auf die Bereiche gesetzt, in denen Berlin schon stark war, in denen es schon Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Anwendern gab und die wir in der Gesamtheit für zukunftsfähig gehalten haben.

Und drittens: Wie gestalten wir einen internen Begutachtungsprozess, ein internes Qualitätsmanagement?

Hierfür haben wir die Matheon-Qualitätskriterien definiert.

Was ist das Besondere an den Matheon-Qualitätskriterien?

Wie bei der DFG kann auch bei uns am Matheon jedes Mitglied einen Projektantrag stellen. Dabei soll gelten: Nicht der Big Boss bekommt viel Geld, sondern wer eine herausragende Idee hat. Wichtig ist, dass die Motivation aus der Anwendung kommt. Dann soll mathematische Grundlagenforschung gemacht werden, deren Ergebnisse schließlich – möglichst mit Geldern aus der Anwendung – in die Anwendung zurückgetragen und dort weiterentwickelt werden. Oft ist es so, dass man ein Problem aus der Anwendung hat, darauf dann Mathematik macht, und mit den Ergebnissen weiter Mathematik macht und so fort. Und darüber wird die Anwendung ganz vergessen. Bei uns muss sich der Kreis schließen.

Damit das gelingt, ist ein zweiter Punkt sehr wichtig: Wir wollen unsere jungen Leute qualifizieren, mit den Anwendungswissenschaften zu reden. Deshalb sind sie diejenigen, die etwa bei den Matheon-Zentrumstagen vortragen sollen, auch um zu lernen, ihre Forschung über den eigenen mathematischen Bereich hinaus gut zu erklären.
Beides sind absolute Erfolgsrezepte.

Wie macht sich der Erfolg bemerkbar?

Zum einen haben wir den jungen Leuten Karrieresprünge ermöglicht: Allein in den zwölf Jahren der DFG-Förderung hat es mehr als 100 Rufe auf Professuren für Matheon-Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler gegeben.

Von der Fähigkeit, Anwendungen in allen Phasen eines Projektes mitzudenken und Projekte dementsprechend zu gestalten, profitieren die Matheon-Absolventen auch in einer beeindruckenden Zahl von Sonderforschungsbereichen und Projekten, in denen sie deutschlandweit tätig sind.

Zum anderen haben wir uns für anwendungsorientierte Kooperationen sichtbar gemacht. Potenzielle Anwender haben registriert: Diese Mathematiker haben sich für die Anwendungswissenschaften geöffnet, sie sprechen ihre Sprache. Und sie stehen bereit, um auch knallharte Praxisprobleme in den anderen Fächern anzugehen. Relativ schnell sind dann Vertreter von diversen industriellen Branchen, Banken, Medizin, auch von anderen Wissenschaften auf das Matheon zugegangen und haben sich diese besondere Expertise mit an Bord geholt.

Können Sie Beispiele für solche Kooperationen geben?

Auf diese Weise entstanden mehrere Graduiertenkollegs, ein gemeinsames Innovationscluster mit Elektrotechnikern und diverse Sonderforschungsbereiche (SFB), zum Beispiel der SFB zur Produktionstechnik, der SFB mit den Strömungsmechanikern der TU Berlin, der SFB zum Gastransport, der SFB mit den Potsdamer Geowissenschaftlern und zwei SFBs mit Physikern, um ein paar Highlights zu nennen.

Das heißt, Ihre Bilanz für die Teile der Matheon-Mission „Mathematik in Schlüsseltechnologien stärken“ und „wissenschaftlichen Nachwuchs fördern“, fällt positiv aus?

Ja, hier können wir sagen: Mission accomplished. Wobei wir damit jetzt natürlich nicht aufhören. Zumal das Matheon weitere zukunftsweisende Institutionen angestoßen hat: die Berlin Mathematical School (BMS) als gemeinsame Graduiertenschule der drei Berliner Universitäten, die seit November 2006 im Rahmen der deutschen Exzellenz-Initiative gefördert wird. Und den Forschungscampus Modal , wo im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft das Zuse-Institut Berlin und die FU Berlin zusammen mit großen und mittelständischen Unternehmen zur datengetriebenen Modellierung, Simulation und Optimierung komplexer Prozesse aus Logistik und Medizintechnik forschen.

Und schließlich war das Matheon auch Kristallisationskeim für das von der Berliner Einstein-Stiftung geförderte Einstein-Zentrum für Mathematik, in dem seit 2014 Matheon, BMS, der Forschungscampus Modal und das Deutsche Zentrum für Lehrerbildung (DZLM) zusammenwirken.

Das Matheon hatte sich auch zum Ziel gesetzt, seine Forschung und die Mathematik generell einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Welche Bilanz können Sie hier ziehen?

Unser Schritt als Mathematiker in die breite Öffentlichkeit ist uns besser gelungen, als zunächst viele gedacht haben. Es war uns ein so wichtiges Anliegen, dass wir dazu von Anfang an einen eigenen Anwendungsbereich inklusive Forschung initiiert haben. Im Wesentlichen haben wir hier zwei Zielgruppen, die wir mit verschiedenen Formaten erreichen: Zum einen die Bürgerinnen und Bürger, hauptsächlich in Berlin, zum anderen Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerinnen und Lehrer. Mit Vorträgen, Mathe-Festen, bei der Langen Nacht der Wissenschaften und über eine kontinuierliche Pressearbeit tragen wir unsere Themen nach außen, in einer möglichst verständlichen Sprache. Dabei kommt uns entgegen, dass wir hier anwendungsorientiert arbeiten und mathematische Themen anhand spannender aktueller Beispiele aus dem technischen und medizinischen Alltag transportieren können.

Und wie sieht es im schulischen Bereich aus?

Hierfür haben wir einige spezielle Formate entwickelt: Mit didaktisch gut aufbereiteten Vorträgen erreichen wir viele Schulklassen über die Veranstaltungsreihe MathInside in der Urania. Der Matheon-Adventskalender begeistert seit mehr als zehn Jahren nicht nur Schülerinnen und Schüler. Und der MATHEathlON kombiniert Sportfest mit leichten Matheaufgaben. Mittlerweile gibt es auch das Video-Projekt „What’s Math“.

Darüber hinaus haben wir an der TU Berlin auch ein Mathe-Schülerlabor, das wir schon erfolgreich betrieben haben. Zurzeit ist aber niemand in der Lage, dafür eine Dauerstelle zu finanzieren. Angesichts der gesamtgesellschaftlichen Sorgen um die mathematische Grundbildung an Schulen sollte sich das aber unbedingt ändern.

Seit 2014 kooperieren wir über die Plattform des Einstein-Zentrums für Mathematik ECMath auch eng mit dem Deutschen Zentrum für Lehrerbildung (DZLM).

Insgesamt können wir sicher sagen, dass kein anderes Forschungszentrum diesen Schritt in Richtung Schule so konsequent getan hat wie das Matheon. Diese Kontakte haben auch dazu geführt, dass einige unserer Doktoranden den Sprung in die Schule gemacht haben und mittlerweile Lehrer sind. Das hat mir gut gefallen und es wäre erstrebenswert, wenn das noch mehr werden, denn das würde den Schulunterricht bereichern. In diesem Zusammenhang wäre es auch wichtig, die Lehrerbildung nicht als zweitklassig neben Diplom oder Master anzusehen.

Da wir über Outreach sprechen: Sie selbst sind Mitglied bei Acatech, der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften. Was können Sie dort bewegen?

Ich sehe es als meine Aufgabe, dort unsere erfolgreichen Matheon-Ideen zu verbreiten und der Mathematik im Rahmen technischer Anwendungen eine gewichtige Stimme zu verleihen. Nehmen wir nur das Beispiel Industrie 4.0: Bei der Diskussion um die zunehmende Digitalisierung in allen Bereichen industrieller Entwicklung und Produktion steht die Informatik sehr im Vordergrund. Dabei gerät in Vergessenheit, dass hierfür vor allem Techniken der Modellierung, Simulation und Optimierung nötig sind, um das alles zu ermöglichen und effizienter zu machen. Da wird also Mathematik gebraucht.

Wie hat die Mathematik selbst vom Matheon profitiert?

Die Mathematik selbst hat einen extremen Sprung nach vorne gemacht. Wir alle spüren in unserer täglichen Arbeit, dass es enorme Fortschritte gibt, wenn mathematische Forschungsgruppen zusammenarbeiten, die vorher gar nichts miteinander zu tun hatten. So waren zum Beispiel die diskrete Optimierung und die partiellen Differenzial-Gleichungen vollkommen getrennte Gebiete. Und jetzt reden die miteinander, machen Forschung zusammen und schreiben gemeinsam wissenschaftliche Veröffentlichungen. Das ist ein klarer Vorteil, den das Matheon gebracht hat.

Und natürlich wurden auch durch den starken Anwendungsbezug viele neue Ideen in die Mathematik getragen, die durch ein Gebiet angeregt wurden und dann auch für andere nützlich sind.

Können Sie dafür ein Beispiel geben?

Wir haben ein Projekt über akustische Felder von Fahrzeugen, mit dem Ziel, Fahrzeuge leiser zu machen. Daran haben wir lange herumgebastelt und irgendwann haben wir eine ganz neue mathematische Theorie gefunden. Dabei geht es um Verallgemeinerungen von Lie-Gruppen und Lie-Algebren und Verallgemeinerungen von Differenzial-Algebraischen Gleichungen. Diese Theorie hat mittlerweile weit über diesen Anwendungsfall hinaus Bedeutung erlangt, etwa für die Entwicklung von photonischen Kristallen oder der Stabilitätsanalyse von dynamischen Systemen. Das spiegelt sich auch in den über 300 Zitationen wider, die diese Arbeit seit 2007 hat; für eine theoretische mathematische Arbeit ist das sehr viel.

Welche Rückwirkungen haben diese Erfolge auf den Mathematik-Standort Berlin?

All das hat dem gesamten Mathematik-Standort Berlin national wie international einen exzellenten Ruf eingebracht. Hier ist ein weiterer Mathematik-Leuchtturm in Deutschland entstanden, neben Bonn, das in der sogenannten Reinen, also mehr theoretisch orientierten Mathematik herausragend ist.

In der Tat wird die Berliner Mathematik nicht zuletzt im Rahmen der Exzellenzinitiative von Forschungsmanagern gerne als Vorbild angeführt, wenn es um Kooperation, Anwendungsbezug und Outreach geht. Lässt sich der Geist von Matheon auch auf andere Konstruktionen übertragen?

Das kann funktionieren. Aber es gibt Randbedingungen, die es in anderen Bereichen erschweren. Die erfolgreiche Berliner Kooperation hat sicher nur zum Teil damit zu tun, dass Berliner Mathematikerinnen und Mathematiker weniger eitel sind als andere Wissenschaftler. Obwohl es schon so war, dass es im Matheon viele große Persönlichkeiten gab, die ihr Ego in den Dienst der gemeinsamen Sache gestellt haben und bei sehr großem persönlichen Einsatz nicht unbedingt die maximalen Profiteure waren.

Ein Aspekt, der nicht unterschätzt werden darf, ist das Geld. Die Mathematik ist vergleichsweise billig. Hier geht es im Wesentlichen um Personalkosten, wir brauchen keine Millionen Euro für aufwändige Laborausrüstung oder große Rechner. Dementsprechend gibt es hier auch nicht die Platzhirsche, die riesige Summen für sich beanspruchen. Da fällt das Teilen sicher leichter. Insofern sind etwa die Geisteswissenschaften auch ein Bereich, in dem so etwas gut funktionieren kann; das Exzellenzcluster Topoi ist dafür ein gutes Beispiel.

Kommen wir nochmal zur Mathematik zurück: Welche Auswirkungen hatte die Beteiligung am Matheon auf Ihre eigene Forschung?

Ich komme aus der numerischen linearen Algebra. Dort erforschen und entwickeln wir schnelle Algorithmen zur Lösung von Gleichungssystemen und Bestimmung von Eigenwerten. Ziel ist es, das möglichst effizient und schnell zu machen, gut zu verstehen und die Fehler, also die Ungenauigkeiten, die dabei natürlicherweise entstehen, vernünftig zu analysieren.

Durch die Zusammenarbeit im Matheon sowohl mit den mathematischen Kollegen als auch mit den Anwendungswissenschaften ist mein Forschungsportfolio extrem viel breiter geworden. Zum Beispiel habe ich das Gebiet der sogenannten differenziell-algebraischen Gleichungen weiter vertieft. Das sind Differenzialgleichungen mit algebraischen Bedingungen, die sehr breit zur Beschreibung praktischer Systeme einsetzbar sind. Hinzugekommen ist auch noch die Mathematik für Kontrolltheorie, die in der Regelungstechnik gebraucht wird. Mittlerweile bin ich auch fest davon überzeugt, dass man die Bereiche Modellierung, Simulation und Optimierung nicht trennen kann.

Durch das Matheon habe ich Einblicke bekommen in die Arbeit von Kollegen. Das ist nicht nur interessant, sondern öffnet auch neue Türen für die eigene Forschung: Man erkennt plötzlich, dass Erkenntnisse oder Methoden aus einem mathematischen Teil-Gebiet auch in einem anderen eingesetzt werden können, und das bringt dann innermathematisch echten Fortschritt.

Können Sie dafür Beispiele geben?

Beispiel 1 ist der Transregio Forschungsverbund über Gastransport, in dem wir zusammen mit Erlangen und Darmstadt an Problemen aus der Gasindustrie arbeiten. Hier wollen wir so viele Aspekte wie möglich berücksichtigen, von den Wünschen der Gasindustrie nach Optimierung des Gastransports über das Verständnis und die Optimierung der partiellen Differenzialgleichungen, die darunter liegen, bis zur Einspeisung von zufälligen Effekten wie Wetter oder politischen Rahmenbedingungen. Das alles in einem ganzheitlichen Ansatz zu betrachten, das hätte ich vor 15 Jahren nicht gekonnt. Diese Kompetenz habe ich mir über die Jahre in der Zusammenarbeit mit den anderen Kollegen angeeignet.

Beispiel 2: In den letzten Jahren beschäftige ich mich ausführlich mit sogenannten Port-Hamiltonschen Systemen. Diese Gleichungen basieren auf der Energieerhaltung der Hamiltonschen Mechanik, die Hamilton bereits vor rund 100 Jahren für physikalische Systeme formuliert hat. Wir können das jetzt erweitern und mit unseren modernen mathematischen Methoden im Hintergrund werden diese Gleichungen quasi zur eierlegenden Wollmilchsau. Sie sind energetisch moduliert, sie bringen die Kontroll-Theorie gut hinein, sie sind geometrisch und algebraisch gut formuliert, so dass man darauf wunderschön Theorie und Praxis machen kann. Mit diesen Gleichungen kann man zum Beispiel die Gastransportnetzwerke, elektrische Netzwerke und im Prinzip jedes mechanische System formulieren. Das ist einfach genial.

Sie waren acht Jahre lang der Sprecher von Matheon. Verliert man in so einer Funktion nicht gelegentlich den Bezug zur eigenen Forschung?

Ich habe den Job als Matheon-Sprecher gerne gemacht und mit Spaß. Aber ich wollte kein Funktionär werden. Es war mir immer sehr wichtig, an der Mathematik und der Wissenschaft dran zu bleiben. Ich will wissen, was meine Doktoranden und Diplomanden treiben und will ihnen auch Unterstützung geben können. Dazu muss man am Zahn der Zeit bleiben und das bin ich auch. Vielleicht sogar noch mehr als vorher, weil meine Mathematik auch von diesem Job profitiert hat. Wenn man die ganze Zeit nach außen propagiert, was Matheon alles Tolles kann, dann bleibt das nicht ohne Folgen. Ich habe sowohl einen sehr guten Überblick als auch tiefere Einblicke bekommen in die vielfältige Arbeit der Kolleginnen und Kollegen. Und das bringt dann auch neue Ideen für die eigene Forschung.

Vor einem Jahr haben Sie sich aus der ersten Reihe des Matheon zurückgezogen. Ist Ihnen das schwer gefallen?

Nein. Man läuft ja leicht Gefahr, sich für unersetzlich zu halten. Da habe ich mir ein gutes Beispiel an Martin Grötschel genommen, der nach sechs Jahren abgetreten ist. Das war der erste Generationswechsel. Jetzt sind Ralf Kornhuber und ich 60-plus und nun kommt die nächste Generation dran. Auch dieser Wechsel ist uns grandios gelungen. Die jüngeren Leute kommen jetzt mit neuen, vielversprechenden Impulsen, um die MATHEON-Idee im Rahmen der aktuellen Runde der Exzellenzinitiative weiterzuentwickeln. " >Volker Mehrmann ist seit 2000 Professor für Numerische Mathematik an der TU Berlin und Mitglied im Vorstand von Matheon und ECMath. Von 2008 bis 2016 war er Sprecher des Forschungszentrums Matheon.

Herr Professor Mehrmann, das Matheon feiert in diesem Jahr sein 15-jähriges Bestehen. Wir wollen zu Beginn unserer Reihe „Kopf des Monats“ mit Ihnen Rückschau halten auf die Entwicklung, die es seither genommen hat.

Sie waren von Anfang an dabei. Wie kamen Sie dazu?


Ich war gerade aus Chemnitz nach Berlin gekommen, als ein Anruf von der DFG kam, ob sich die Berliner Mathematik nicht an dem aktuellen Call für DFG-Forschungszentren beteiligen wolle. Also habe ich mich mit Martin Grötschel, Jürgen Sprekels und Peter Deuflhardt zusammengesetzt: Ja, wir wollten. Und so blieben wir sitzen, von 12 bis 20 Uhr, und danach war der Vorantrag quasi fertig. Allerdings waren wir damit noch nicht erfolgreich. Den Zuschlag bekamen hauptsächlich physikalisch orientierte Projekte mit Schlüsselbegriffen wie Nano, etc.

Aber die DFG hat einen zweiten Call gestartet?

Ja, denn es konnten viele exzellente Skizzen nicht berücksichtigt werden. Diesmal adressierte die DFG explizit das Thema Modellierung und Simulation in den Geistes- und Ingenieurwissenschaften. Darauf haben wir uns wieder beworben.

In der Endrunde konnten wir unseren Antrag in Bonn vor der DFG verteidigen. Dabei haben wir uns gegen Darmstadt (Mathematik und Ingenieurwissenschaften) und gegen Heidelberg (Mathematik und Lebenswissenschaften) durchgesetzt.

Allerdings war dazu eine Menge Überzeugungsarbeit nötig. Kritisch war, dass unser Antrag die enge Kooperation von fünf großen Berliner Forschungseinrichtungen beinhaltete. Zunächst glaubte niemand – weder unsere fünf Leitungsebenen noch die DFG –, dass das – rein organisatorisch – gutgehen würde. Unter großen Köpfen gibt es schließlich immer gewisse Eitelkeiten.

Aber die Mathematiker haben das geschafft. Und wir haben über all die Jahre nicht nur gezeigt, dass das geht. Unser Modell war so erfolgreich, dass es mittlerweile ein Standardmodell solcher Cluster bei der DFG ist.

Also konnten Sie 2002 das Matheon gründen und als Erfolgsmodell in angewandter Mathematikforschung etablieren – über zwölf Jahre, also drei DFG-Förderperioden hinweg, und darüber hinaus jetzt als Teil des Einsteinzentrums für Mathematik Berlin ECMath. Sie selbst standen von 2008 bis 2016 als Sprecher an der Spitze des Matheon. Was waren denn aus Ihrer Sicht die Garanten des Erfolgs?

Entscheidend für den langfristigen Erfolg war die Findungsphase: Wir hatten jetzt fünf Millionen Euro von der DFG und mussten damit etwas Sinnvolles machen. Bis dahin gab es nur ein Konzept aber noch keine Projekte. Wie also das Geld an die einzelnen Forscher verteilen? Dafür mussten drei grundsätzliche Entscheidungen getroffen werden.

Erstens: Stellen wir uns anhand der Mathematik auf oder anhand der Anwendungsfelder?

Das wurde durchaus kontrovers diskutiert. Schließlich haben wir uns entschieden, die Anwendungsfelder in den Vordergrund zu stellen, weil das für die Kommunikation nach außen besser geeignet war. Auf dieser Grundlage haben wir unsere Matrix-Struktur entworfen, die in der einen Ebene die Anwendungsfelder aufführt und in der zweiten Ebene die mathematischen Forschungsbereiche.

Zweitens: Auf welche Anwendungsfelder wollen wir uns fokussieren?

Hier haben wir auf die Bereiche gesetzt, in denen Berlin schon stark war, in denen es schon Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Anwendern gab und die wir in der Gesamtheit für zukunftsfähig gehalten haben.

Und drittens: Wie gestalten wir einen internen Begutachtungsprozess, ein internes Qualitätsmanagement?

Hierfür haben wir die Matheon-Qualitätskriterien definiert.

Was ist das Besondere an den Matheon-Qualitätskriterien?

Wie bei der DFG kann auch bei uns am Matheon jedes Mitglied einen Projektantrag stellen. Dabei soll gelten: Nicht der Big Boss bekommt viel Geld, sondern wer eine herausragende Idee hat. Wichtig ist, dass die Motivation aus der Anwendung kommt. Dann soll mathematische Grundlagenforschung gemacht werden, deren Ergebnisse schließlich – möglichst mit Geldern aus der Anwendung – in die Anwendung zurückgetragen und dort weiterentwickelt werden. Oft ist es so, dass man ein Problem aus der Anwendung hat, darauf dann Mathematik macht, und mit den Ergebnissen weiter Mathematik macht und so fort. Und darüber wird die Anwendung ganz vergessen. Bei uns muss sich der Kreis schließen.

Damit das gelingt, ist ein zweiter Punkt sehr wichtig: Wir wollen unsere jungen Leute qualifizieren, mit den Anwendungswissenschaften zu reden. Deshalb sind sie diejenigen, die etwa bei den Matheon-Zentrumstagen vortragen sollen, auch um zu lernen, ihre Forschung über den eigenen mathematischen Bereich hinaus gut zu erklären.
Beides sind absolute Erfolgsrezepte.

Wie macht sich der Erfolg bemerkbar?

Zum einen haben wir den jungen Leuten Karrieresprünge ermöglicht: Allein in den zwölf Jahren der DFG-Förderung hat es mehr als 100 Rufe auf Professuren für Matheon-Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler gegeben.

Von der Fähigkeit, Anwendungen in allen Phasen eines Projektes mitzudenken und Projekte dementsprechend zu gestalten, profitieren die Matheon-Absolventen auch in einer beeindruckenden Zahl von Sonderforschungsbereichen und Projekten, in denen sie deutschlandweit tätig sind.

Zum anderen haben wir uns für anwendungsorientierte Kooperationen sichtbar gemacht. Potenzielle Anwender haben registriert: Diese Mathematiker haben sich für die Anwendungswissenschaften geöffnet, sie sprechen ihre Sprache. Und sie stehen bereit, um auch knallharte Praxisprobleme in den anderen Fächern anzugehen. Relativ schnell sind dann Vertreter von diversen industriellen Branchen, Banken, Medizin, auch von anderen Wissenschaften auf das Matheon zugegangen und haben sich diese besondere Expertise mit an Bord geholt.

Können Sie Beispiele für solche Kooperationen geben?

Auf diese Weise entstanden mehrere Graduiertenkollegs, ein gemeinsames Innovationscluster mit Elektrotechnikern und diverse Sonderforschungsbereiche (SFB), zum Beispiel der SFB zur Produktionstechnik, der SFB mit den Strömungsmechanikern der TU Berlin, der SFB zum Gastransport, der SFB mit den Potsdamer Geowissenschaftlern und zwei SFBs mit Physikern, um ein paar Highlights zu nennen.

Das heißt, Ihre Bilanz für die Teile der Matheon-Mission „Mathematik in Schlüsseltechnologien stärken“ und „wissenschaftlichen Nachwuchs fördern“, fällt positiv aus?

Ja, hier können wir sagen: Mission accomplished. Wobei wir damit jetzt natürlich nicht aufhören. Zumal das Matheon weitere zukunftsweisende Institutionen angestoßen hat: die Berlin Mathematical School (BMS) als gemeinsame Graduiertenschule der drei Berliner Universitäten, die seit November 2006 im Rahmen der deutschen Exzellenz-Initiative gefördert wird. Und den Forschungscampus Modal , wo im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft das Zuse-Institut Berlin und die FU Berlin zusammen mit großen und mittelständischen Unternehmen zur datengetriebenen Modellierung, Simulation und Optimierung komplexer Prozesse aus Logistik und Medizintechnik forschen.

Und schließlich war das Matheon auch Kristallisationskeim für das von der Berliner Einstein-Stiftung geförderte Einstein-Zentrum für Mathematik, in dem seit 2014 Matheon, BMS, der Forschungscampus Modal und das Deutsche Zentrum für Lehrerbildung (DZLM) zusammenwirken.

Das Matheon hatte sich auch zum Ziel gesetzt, seine Forschung und die Mathematik generell einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Welche Bilanz können Sie hier ziehen?

Unser Schritt als Mathematiker in die breite Öffentlichkeit ist uns besser gelungen, als zunächst viele gedacht haben. Es war uns ein so wichtiges Anliegen, dass wir dazu von Anfang an einen eigenen Anwendungsbereich inklusive Forschung initiiert haben. Im Wesentlichen haben wir hier zwei Zielgruppen, die wir mit verschiedenen Formaten erreichen: Zum einen die Bürgerinnen und Bürger, hauptsächlich in Berlin, zum anderen Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerinnen und Lehrer. Mit Vorträgen, Mathe-Festen, bei der Langen Nacht der Wissenschaften und über eine kontinuierliche Pressearbeit tragen wir unsere Themen nach außen, in einer möglichst verständlichen Sprache. Dabei kommt uns entgegen, dass wir hier anwendungsorientiert arbeiten und mathematische Themen anhand spannender aktueller Beispiele aus dem technischen und medizinischen Alltag transportieren können.

Und wie sieht es im schulischen Bereich aus?

Hierfür haben wir einige spezielle Formate entwickelt: Mit didaktisch gut aufbereiteten Vorträgen erreichen wir viele Schulklassen über die Veranstaltungsreihe MathInside in der Urania. Der Matheon-Adventskalender begeistert seit mehr als zehn Jahren nicht nur Schülerinnen und Schüler. Und der MATHEathlON kombiniert Sportfest mit leichten Matheaufgaben. Mittlerweile gibt es auch das Video-Projekt „What’s Math“.

Darüber hinaus haben wir an der TU Berlin auch ein Mathe-Schülerlabor, das wir schon erfolgreich betrieben haben. Zurzeit ist aber niemand in der Lage, dafür eine Dauerstelle zu finanzieren. Angesichts der gesamtgesellschaftlichen Sorgen um die mathematische Grundbildung an Schulen sollte sich das aber unbedingt ändern.

Seit 2014 kooperieren wir über die Plattform des Einstein-Zentrums für Mathematik ECMath auch eng mit dem Deutschen Zentrum für Lehrerbildung (DZLM).

Insgesamt können wir sicher sagen, dass kein anderes Forschungszentrum diesen Schritt in Richtung Schule so konsequent getan hat wie das Matheon. Diese Kontakte haben auch dazu geführt, dass einige unserer Doktoranden den Sprung in die Schule gemacht haben und mittlerweile Lehrer sind. Das hat mir gut gefallen und es wäre erstrebenswert, wenn das noch mehr werden, denn das würde den Schulunterricht bereichern. In diesem Zusammenhang wäre es auch wichtig, die Lehrerbildung nicht als zweitklassig neben Diplom oder Master anzusehen.

Da wir über Outreach sprechen: Sie selbst sind Mitglied bei Acatech, der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften. Was können Sie dort bewegen?

Ich sehe es als meine Aufgabe, dort unsere erfolgreichen Matheon-Ideen zu verbreiten und der Mathematik im Rahmen technischer Anwendungen eine gewichtige Stimme zu verleihen. Nehmen wir nur das Beispiel Industrie 4.0: Bei der Diskussion um die zunehmende Digitalisierung in allen Bereichen industrieller Entwicklung und Produktion steht die Informatik sehr im Vordergrund. Dabei gerät in Vergessenheit, dass hierfür vor allem Techniken der Modellierung, Simulation und Optimierung nötig sind, um das alles zu ermöglichen und effizienter zu machen. Da wird also Mathematik gebraucht.

Wie hat die Mathematik selbst vom Matheon profitiert?

Die Mathematik selbst hat einen extremen Sprung nach vorne gemacht. Wir alle spüren in unserer täglichen Arbeit, dass es enorme Fortschritte gibt, wenn mathematische Forschungsgruppen zusammenarbeiten, die vorher gar nichts miteinander zu tun hatten. So waren zum Beispiel die diskrete Optimierung und die partiellen Differenzial-Gleichungen vollkommen getrennte Gebiete. Und jetzt reden die miteinander, machen Forschung zusammen und schreiben gemeinsam wissenschaftliche Veröffentlichungen. Das ist ein klarer Vorteil, den das Matheon gebracht hat.

Und natürlich wurden auch durch den starken Anwendungsbezug viele neue Ideen in die Mathematik getragen, die durch ein Gebiet angeregt wurden und dann auch für andere nützlich sind.

Können Sie dafür ein Beispiel geben?

Wir haben ein Projekt über akustische Felder von Fahrzeugen, mit dem Ziel, Fahrzeuge leiser zu machen. Daran haben wir lange herumgebastelt und irgendwann haben wir eine ganz neue mathematische Theorie gefunden. Dabei geht es um Verallgemeinerungen von Lie-Gruppen und Lie-Algebren und Verallgemeinerungen von Differenzial-Algebraischen Gleichungen. Diese Theorie hat mittlerweile weit über diesen Anwendungsfall hinaus Bedeutung erlangt, etwa für die Entwicklung von photonischen Kristallen oder der Stabilitätsanalyse von dynamischen Systemen. Das spiegelt sich auch in den über 300 Zitationen wider, die diese Arbeit seit 2007 hat; für eine theoretische mathematische Arbeit ist das sehr viel.

Welche Rückwirkungen haben diese Erfolge auf den Mathematik-Standort Berlin?

All das hat dem gesamten Mathematik-Standort Berlin national wie international einen exzellenten Ruf eingebracht. Hier ist ein weiterer Mathematik-Leuchtturm in Deutschland entstanden, neben Bonn, das in der sogenannten Reinen, also mehr theoretisch orientierten Mathematik herausragend ist.

In der Tat wird die Berliner Mathematik nicht zuletzt im Rahmen der Exzellenzinitiative von Forschungsmanagern gerne als Vorbild angeführt, wenn es um Kooperation, Anwendungsbezug und Outreach geht. Lässt sich der Geist von Matheon auch auf andere Konstruktionen übertragen?

Das kann funktionieren. Aber es gibt Randbedingungen, die es in anderen Bereichen erschweren. Die erfolgreiche Berliner Kooperation hat sicher nur zum Teil damit zu tun, dass Berliner Mathematikerinnen und Mathematiker weniger eitel sind als andere Wissenschaftler. Obwohl es schon so war, dass es im Matheon viele große Persönlichkeiten gab, die ihr Ego in den Dienst der gemeinsamen Sache gestellt haben und bei sehr großem persönlichen Einsatz nicht unbedingt die maximalen Profiteure waren.

Ein Aspekt, der nicht unterschätzt werden darf, ist das Geld. Die Mathematik ist vergleichsweise billig. Hier geht es im Wesentlichen um Personalkosten, wir brauchen keine Millionen Euro für aufwändige Laborausrüstung oder große Rechner. Dementsprechend gibt es hier auch nicht die Platzhirsche, die riesige Summen für sich beanspruchen. Da fällt das Teilen sicher leichter. Insofern sind etwa die Geisteswissenschaften auch ein Bereich, in dem so etwas gut funktionieren kann; das Exzellenzcluster Topoi ist dafür ein gutes Beispiel.

Kommen wir nochmal zur Mathematik zurück: Welche Auswirkungen hatte die Beteiligung am Matheon auf Ihre eigene Forschung?

Ich komme aus der numerischen linearen Algebra. Dort erforschen und entwickeln wir schnelle Algorithmen zur Lösung von Gleichungssystemen und Bestimmung von Eigenwerten. Ziel ist es, das möglichst effizient und schnell zu machen, gut zu verstehen und die Fehler, also die Ungenauigkeiten, die dabei natürlicherweise entstehen, vernünftig zu analysieren.

Durch die Zusammenarbeit im Matheon sowohl mit den mathematischen Kollegen als auch mit den Anwendungswissenschaften ist mein Forschungsportfolio extrem viel breiter geworden. Zum Beispiel habe ich das Gebiet der sogenannten differenziell-algebraischen Gleichungen weiter vertieft. Das sind Differenzialgleichungen mit algebraischen Bedingungen, die sehr breit zur Beschreibung praktischer Systeme einsetzbar sind. Hinzugekommen ist auch noch die Mathematik für Kontrolltheorie, die in der Regelungstechnik gebraucht wird. Mittlerweile bin ich auch fest davon überzeugt, dass man die Bereiche Modellierung, Simulation und Optimierung nicht trennen kann.

Durch das Matheon habe ich Einblicke bekommen in die Arbeit von Kollegen. Das ist nicht nur interessant, sondern öffnet auch neue Türen für die eigene Forschung: Man erkennt plötzlich, dass Erkenntnisse oder Methoden aus einem mathematischen Teil-Gebiet auch in einem anderen eingesetzt werden können, und das bringt dann innermathematisch echten Fortschritt.

Können Sie dafür Beispiele geben?

Beispiel 1 ist der Transregio Forschungsverbund über Gastransport, in dem wir zusammen mit Erlangen und Darmstadt an Problemen aus der Gasindustrie arbeiten. Hier wollen wir so viele Aspekte wie möglich berücksichtigen, von den Wünschen der Gasindustrie nach Optimierung des Gastransports über das Verständnis und die Optimierung der partiellen Differenzialgleichungen, die darunter liegen, bis zur Einspeisung von zufälligen Effekten wie Wetter oder politischen Rahmenbedingungen. Das alles in einem ganzheitlichen Ansatz zu betrachten, das hätte ich vor 15 Jahren nicht gekonnt. Diese Kompetenz habe ich mir über die Jahre in der Zusammenarbeit mit den anderen Kollegen angeeignet.

Beispiel 2: In den letzten Jahren beschäftige ich mich ausführlich mit sogenannten Port-Hamiltonschen Systemen. Diese Gleichungen basieren auf der Energieerhaltung der Hamiltonschen Mechanik, die Hamilton bereits vor rund 100 Jahren für physikalische Systeme formuliert hat. Wir können das jetzt erweitern und mit unseren modernen mathematischen Methoden im Hintergrund werden diese Gleichungen quasi zur eierlegenden Wollmilchsau. Sie sind energetisch moduliert, sie bringen die Kontroll-Theorie gut hinein, sie sind geometrisch und algebraisch gut formuliert, so dass man darauf wunderschön Theorie und Praxis machen kann. Mit diesen Gleichungen kann man zum Beispiel die Gastransportnetzwerke, elektrische Netzwerke und im Prinzip jedes mechanische System formulieren. Das ist einfach genial.

Sie waren acht Jahre lang der Sprecher von Matheon. Verliert man in so einer Funktion nicht gelegentlich den Bezug zur eigenen Forschung?

Ich habe den Job als Matheon-Sprecher gerne gemacht und mit Spaß. Aber ich wollte kein Funktionär werden. Es war mir immer sehr wichtig, an der Mathematik und der Wissenschaft dran zu bleiben. Ich will wissen, was meine Doktoranden und Diplomanden treiben und will ihnen auch Unterstützung geben können. Dazu muss man am Zahn der Zeit bleiben und das bin ich auch. Vielleicht sogar noch mehr als vorher, weil meine Mathematik auch von diesem Job profitiert hat. Wenn man die ganze Zeit nach außen propagiert, was Matheon alles Tolles kann, dann bleibt das nicht ohne Folgen. Ich habe sowohl einen sehr guten Überblick als auch tiefere Einblicke bekommen in die vielfältige Arbeit der Kolleginnen und Kollegen. Und das bringt dann auch neue Ideen für die eigene Forschung.

Vor einem Jahr haben Sie sich aus der ersten Reihe des Matheon zurückgezogen. Ist Ihnen das schwer gefallen?

Nein. Man läuft ja leicht Gefahr, sich für unersetzlich zu halten. Da habe ich mir ein gutes Beispiel an Martin Grötschel genommen, der nach sechs Jahren abgetreten ist. Das war der erste Generationswechsel. Jetzt sind Ralf Kornhuber und ich 60-plus und nun kommt die nächste Generation dran. Auch dieser Wechsel ist uns grandios gelungen. Die jüngeren Leute kommen jetzt mit neuen, vielversprechenden Impulsen, um die Matheon-Idee im Rahmen der aktuellen Runde der Exzellenzinitiative weiterzuentwickeln. Matheon und ECMath. Von 2008 bis 2016 war er Sprecher des Forschungszentrums Matheon.

Herr Professor Mehrmann, das Matheon feiert in diesem Jahr sein 15-jähriges Bestehen. Wir wollen zu Beginn unserer Reihe „Kopf des Monats“ mit Ihnen Rückschau halten auf die Entwicklung, die es seither genommen hat.

Sie waren von Anfang an dabei. Wie kamen Sie dazu?


Ich war gerade aus Chemnitz nach Berlin gekommen, als ein Anruf von der DFG kam, ob sich die Berliner Mathematik nicht an dem aktuellen Call für DFG-Forschungszentren beteiligen wolle. Also habe ich mich mit Martin Grötschel, Jürgen Sprekels und Peter Deuflhardt zusammengesetzt: Ja, wir wollten. Und so blieben wir sitzen, von 12 bis 20 Uhr, und danach war der Vorantrag quasi fertig. Allerdings waren wir damit noch nicht erfolgreich. Den Zuschlag bekamen hauptsächlich physikalisch orientierte Projekte mit Schlüsselbegriffen wie Nano, etc.

Aber die DFG hat einen zweiten Call gestartet?

Ja, denn es konnten viele exzellente Skizzen nicht berücksichtigt werden. Diesmal adressierte die DFG explizit das Thema Modellierung und Simulation in den Geistes- und Ingenieurwissenschaften. Darauf haben wir uns wieder beworben.

In der Endrunde konnten wir unseren Antrag in Bonn vor der DFG verteidigen. Dabei haben wir uns gegen Darmstadt (Mathematik und Ingenieurwissenschaften) und gegen Heidelberg (Mathematik und Lebenswissenschaften) durchgesetzt.

Allerdings war dazu eine Menge Überzeugungsarbeit nötig. Kritisch war, dass unser Antrag die enge Kooperation von fünf großen Berliner Forschungseinrichtungen beinhaltete. Zunächst glaubte niemand – weder unsere fünf Leitungsebenen noch die DFG –, dass das – rein organisatorisch – gutgehen würde. Unter großen Köpfen gibt es schließlich immer gewisse Eitelkeiten.

Aber die Mathematiker haben das geschafft. Und wir haben über all die Jahre nicht nur gezeigt, dass das geht. Unser Modell war so erfolgreich, dass es mittlerweile ein Standardmodell solcher Cluster bei der DFG ist.

Also konnten Sie 2002 das Matheon gründen und als Erfolgsmodell in angewandter Mathematikforschung etablieren – über zwölf Jahre, also drei DFG-Förderperioden hinweg, und darüber hinaus jetzt als Teil des Einsteinzentrums für Mathematik Berlin ECMath. Sie selbst standen von 2008 bis 2016 als Sprecher an der Spitze des Matheon. Was waren denn aus Ihrer Sicht die Garanten des Erfolgs?

Entscheidend für den langfristigen Erfolg war die Findungsphase: Wir hatten jetzt fünf Millionen Euro von der DFG und mussten damit etwas Sinnvolles machen. Bis dahin gab es nur ein Konzept aber noch keine Projekte. Wie also das Geld an die einzelnen Forscher verteilen? Dafür mussten drei grundsätzliche Entscheidungen getroffen werden.

Erstens: Stellen wir uns anhand der Mathematik auf oder anhand der Anwendungsfelder?

Das wurde durchaus kontrovers diskutiert. Schließlich haben wir uns entschieden, die Anwendungsfelder in den Vordergrund zu stellen, weil das für die Kommunikation nach außen besser geeignet war. Auf dieser Grundlage haben wir unsere Matrix-Struktur entworfen, die in der einen Ebene die Anwendungsfelder aufführt und in der zweiten Ebene die mathematischen Forschungsbereiche.

Zweitens: Auf welche Anwendungsfelder wollen wir uns fokussieren?

Hier haben wir auf die Bereiche gesetzt, in denen Berlin schon stark war, in denen es schon Erfahrung in der Zusammenarbeit mit Anwendern gab und die wir in der Gesamtheit für zukunftsfähig gehalten haben.

Und drittens: Wie gestalten wir einen internen Begutachtungsprozess, ein internes Qualitätsmanagement?

Hierfür haben wir die Matheon-Qualitätskriterien definiert.

Was ist das Besondere an den Matheon-Qualitätskriterien?

Wie bei der DFG kann auch bei uns am Matheon jedes Mitglied einen Projektantrag stellen. Dabei soll gelten: Nicht der Big Boss bekommt viel Geld, sondern wer eine herausragende Idee hat. Wichtig ist, dass die Motivation aus der Anwendung kommt. Dann soll mathematische Grundlagenforschung gemacht werden, deren Ergebnisse schließlich – möglichst mit Geldern aus der Anwendung – in die Anwendung zurückgetragen und dort weiterentwickelt werden. Oft ist es so, dass man ein Problem aus der Anwendung hat, darauf dann Mathematik macht, und mit den Ergebnissen weiter Mathematik macht und so fort. Und darüber wird die Anwendung ganz vergessen. Bei uns muss sich der Kreis schließen.

Damit das gelingt, ist ein zweiter Punkt sehr wichtig: Wir wollen unsere jungen Leute qualifizieren, mit den Anwendungswissenschaften zu reden. Deshalb sind sie diejenigen, die etwa bei den Matheon-Zentrumstagen vortragen sollen, auch um zu lernen, ihre Forschung über den eigenen mathematischen Bereich hinaus gut zu erklären.
Beides sind absolute Erfolgsrezepte.

Wie macht sich der Erfolg bemerkbar?

Zum einen haben wir den jungen Leuten Karrieresprünge ermöglicht: Allein in den zwölf Jahren der DFG-Förderung hat es mehr als 100 Rufe auf Professuren für Matheon-Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler gegeben.

Von der Fähigkeit, Anwendungen in allen Phasen eines Projektes mitzudenken und Projekte dementsprechend zu gestalten, profitieren die Matheon-Absolventen auch in einer beeindruckenden Zahl von Sonderforschungsbereichen und Projekten, in denen sie deutschlandweit tätig sind.

Zum anderen haben wir uns für anwendungsorientierte Kooperationen sichtbar gemacht. Potenzielle Anwender haben registriert: Diese Mathematiker haben sich für die Anwendungswissenschaften geöffnet, sie sprechen ihre Sprache. Und sie stehen bereit, um auch knallharte Praxisprobleme in den anderen Fächern anzugehen. Relativ schnell sind dann Vertreter von diversen industriellen Branchen, Banken, Medizin, auch von anderen Wissenschaften auf das Matheon zugegangen und haben sich diese besondere Expertise mit an Bord geholt.

Können Sie Beispiele für solche Kooperationen geben?

Auf diese Weise entstanden mehrere Graduiertenkollegs, ein gemeinsames Innovationscluster mit Elektrotechnikern und diverse Sonderforschungsbereiche (SFB), zum Beispiel der SFB zur Produktionstechnik, der SFB mit den Strömungsmechanikern der TU Berlin, der SFB zum Gastransport, der SFB mit den Potsdamer Geowissenschaftlern und zwei SFBs mit Physikern, um ein paar Highlights zu nennen.

Das heißt, Ihre Bilanz für die Teile der Matheon-Mission „Mathematik in Schlüsseltechnologien stärken“ und „wissenschaftlichen Nachwuchs fördern“, fällt positiv aus?

Ja, hier können wir sagen: Mission accomplished. Wobei wir damit jetzt natürlich nicht aufhören. Zumal das Matheon weitere zukunftsweisende Institutionen angestoßen hat: die Berlin Mathematical School (BMS) als gemeinsame Graduiertenschule der drei Berliner Universitäten, die seit November 2006 im Rahmen der deutschen Exzellenz-Initiative gefördert wird. Und den Forschungscampus Modal , wo im Rahmen einer öffentlich-privaten Partnerschaft das Zuse-Institut Berlin und die FU Berlin zusammen mit großen und mittelständischen Unternehmen zur datengetriebenen Modellierung, Simulation und Optimierung komplexer Prozesse aus Logistik und Medizintechnik forschen.

Und schließlich war das Matheon auch Kristallisationskeim für das von der Berliner Einstein-Stiftung geförderte Einstein-Zentrum für Mathematik, in dem seit 2014 Matheon, BMS, der Forschungscampus Modal und das Deutsche Zentrum für Lehrerbildung (DZLM) zusammenwirken.

Das Matheon hatte sich auch zum Ziel gesetzt, seine Forschung und die Mathematik generell einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich zu machen. Welche Bilanz können Sie hier ziehen?

Unser Schritt als Mathematiker in die breite Öffentlichkeit ist uns besser gelungen, als zunächst viele gedacht haben. Es war uns ein so wichtiges Anliegen, dass wir dazu von Anfang an einen eigenen Anwendungsbereich inklusive Forschung initiiert haben. Im Wesentlichen haben wir hier zwei Zielgruppen, die wir mit verschiedenen Formaten erreichen: Zum einen die Bürgerinnen und Bürger, hauptsächlich in Berlin, zum anderen Schülerinnen und Schüler sowie Lehrerinnen und Lehrer. Mit Vorträgen, Mathe-Festen, bei der Langen Nacht der Wissenschaften und über eine kontinuierliche Pressearbeit tragen wir unsere Themen nach außen, in einer möglichst verständlichen Sprache. Dabei kommt uns entgegen, dass wir hier anwendungsorientiert arbeiten und mathematische Themen anhand spannender aktueller Beispiele aus dem technischen und medizinischen Alltag transportieren können.

Und wie sieht es im schulischen Bereich aus?

Hierfür haben wir einige spezielle Formate entwickelt: Mit didaktisch gut aufbereiteten Vorträgen erreichen wir viele Schulklassen über die Veranstaltungsreihe MathInside in der Urania. Der Matheon-Adventskalender begeistert seit mehr als zehn Jahren nicht nur Schülerinnen und Schüler. Und der MATHEathlON kombiniert Sportfest mit leichten Matheaufgaben. Mittlerweile gibt es auch das Video-Projekt „What’s Math“.

Darüber hinaus haben wir an der TU Berlin auch ein Mathe-Schülerlabor, das wir schon erfolgreich betrieben haben. Zurzeit ist aber niemand in der Lage, dafür eine Dauerstelle zu finanzieren. Angesichts der gesamtgesellschaftlichen Sorgen um die mathematische Grundbildung an Schulen sollte sich das aber unbedingt ändern.

Seit 2014 kooperieren wir über die Plattform des Einstein-Zentrums für Mathematik ECMath auch eng mit dem Deutschen Zentrum für Lehrerbildung (DZLM).

Insgesamt können wir sicher sagen, dass kein anderes Forschungszentrum diesen Schritt in Richtung Schule so konsequent getan hat wie das Matheon. Diese Kontakte haben auch dazu geführt, dass einige unserer Doktoranden den Sprung in die Schule gemacht haben und mittlerweile Lehrer sind. Das hat mir gut gefallen und es wäre erstrebenswert, wenn das noch mehr werden, denn das würde den Schulunterricht bereichern. In diesem Zusammenhang wäre es auch wichtig, die Lehrerbildung nicht als zweitklassig neben Diplom oder Master anzusehen.

Da wir über Outreach sprechen: Sie selbst sind Mitglied bei Acatech, der Deutschen Akademie für Technikwissenschaften. Was können Sie dort bewegen?

Ich sehe es als meine Aufgabe, dort unsere erfolgreichen Matheon-Ideen zu verbreiten und der Mathematik im Rahmen technischer Anwendungen eine gewichtige Stimme zu verleihen. Nehmen wir nur das Beispiel Industrie 4.0: Bei der Diskussion um die zunehmende Digitalisierung in allen Bereichen industrieller Entwicklung und Produktion steht die Informatik sehr im Vordergrund. Dabei gerät in Vergessenheit, dass hierfür vor allem Techniken der Modellierung, Simulation und Optimierung nötig sind, um das alles zu ermöglichen und effizienter zu machen. Da wird also Mathematik gebraucht.

Wie hat die Mathematik selbst vom Matheon profitiert?

Die Mathematik selbst hat einen extremen Sprung nach vorne gemacht. Wir alle spüren in unserer täglichen Arbeit, dass es enorme Fortschritte gibt, wenn mathematische Forschungsgruppen zusammenarbeiten, die vorher gar nichts miteinander zu tun hatten. So waren zum Beispiel die diskrete Optimierung und die partiellen Differenzial-Gleichungen vollkommen getrennte Gebiete. Und jetzt reden die miteinander, machen Forschung zusammen und schreiben gemeinsam wissenschaftliche Veröffentlichungen. Das ist ein klarer Vorteil, den das Matheon gebracht hat.

Und natürlich wurden auch durch den starken Anwendungsbezug viele neue Ideen in die Mathematik getragen, die durch ein Gebiet angeregt wurden und dann auch für andere nützlich sind.

Können Sie dafür ein Beispiel geben?

Wir haben ein Projekt über akustische Felder von Fahrzeugen, mit dem Ziel, Fahrzeuge leiser zu machen. Daran haben wir lange herumgebastelt und irgendwann haben wir eine ganz neue mathematische Theorie gefunden. Dabei geht es um Verallgemeinerungen von Lie-Gruppen und Lie-Algebren und Verallgemeinerungen von Differenzial-Algebraischen Gleichungen. Diese Theorie hat mittlerweile weit über diesen Anwendungsfall hinaus Bedeutung erlangt, etwa für die Entwicklung von photonischen Kristallen oder der Stabilitätsanalyse von dynamischen Systemen. Das spiegelt sich auch in den über 300 Zitationen wider, die diese Arbeit seit 2007 hat; für eine theoretische mathematische Arbeit ist das sehr viel.

Welche Rückwirkungen haben diese Erfolge auf den Mathematik-Standort Berlin?

All das hat dem gesamten Mathematik-Standort Berlin national wie international einen exzellenten Ruf eingebracht. Hier ist ein weiterer Mathematik-Leuchtturm in Deutschland entstanden, neben Bonn, das in der sogenannten Reinen, also mehr theoretisch orientierten Mathematik herausragend ist.

In der Tat wird die Berliner Mathematik nicht zuletzt im Rahmen der Exzellenzinitiative von Forschungsmanagern gerne als Vorbild angeführt, wenn es um Kooperation, Anwendungsbezug und Outreach geht. Lässt sich der Geist von Matheon auch auf andere Konstruktionen übertragen?

Das kann funktionieren. Aber es gibt Randbedingungen, die es in anderen Bereichen erschweren. Die erfolgreiche Berliner Kooperation hat sicher nur zum Teil damit zu tun, dass Berliner Mathematikerinnen und Mathematiker weniger eitel sind als andere Wissenschaftler. Obwohl es schon so war, dass es im Matheon viele große Persönlichkeiten gab, die ihr Ego in den Dienst der gemeinsamen Sache gestellt haben und bei sehr großem persönlichen Einsatz nicht unbedingt die maximalen Profiteure waren.

Ein Aspekt, der nicht unterschätzt werden darf, ist das Geld. Die Mathematik ist vergleichsweise billig. Hier geht es im Wesentlichen um Personalkosten, wir brauchen keine Millionen Euro für aufwändige Laborausrüstung oder große Rechner. Dementsprechend gibt es hier auch nicht die Platzhirsche, die riesige Summen für sich beanspruchen. Da fällt das Teilen sicher leichter. Insofern sind etwa die Geisteswissenschaften auch ein Bereich, in dem so etwas gut funktionieren kann; das Exzellenzcluster Topoi ist dafür ein gutes Beispiel.

Kommen wir nochmal zur Mathematik zurück: Welche Auswirkungen hatte die Beteiligung am Matheon auf Ihre eigene Forschung?

Ich komme aus der numerischen linearen Algebra. Dort erforschen und entwickeln wir schnelle Algorithmen


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