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Mathematik, Modellierung und Simulation komplexer Systeme

Im Kern dieses Profilbereichs steht die Mathematik. Sie ist ein mächtiges Werkzeug für alle quantitativen Wissenschaften und stellt so etwas wie deren Sprache dar. Deshalb entwickelt sie ihre Problemstellungen nicht nur anhand von Beobachtungen und Erkenntnissen aus dem eigenen Fachbereich, sondern sie nimmt sich auch Fragestellungen aus Wissenschaft und Technik an.

Eine Herausforderung der sich Bonner Forscherinnen und Forscher stellen, ist die die Frage, wie große Systeme mit vielen Elementen, die sich gegenseitig beeinflussen, funktionieren. Eine wichtige Fragestellung vieler Fachbereiche, insbesondere bei der Entwicklung neuer Technologien und immer größer werdenden Datenmengen. Genau dort setzt die Uni Bonn an. Unsere Stärke ist es, dass Forschung im Bereich der Mathematik andere Fachbereiche miteinbezieht und umgekehrt: Von Naturwissenschaften und Ökonomie, über die Lebenswissenschaften, bis hin zur Entwicklung von Systemen künstlicher Intelligenz.

Modelle sind das Herzstück vieler quantitativer Wissenschaften. Fortschritte in der Berechnung und dem Generieren von Daten, haben zu Veränderungen darin geführt wie sie erarbeitet und benutzt werden. Computer können immer größere Datenmengen verarbeiten. Komplexe Modelle setzen uns in die Lage Dinge vorauszusagen, die experimentell nicht zu erforschen sind. Computer können uns zwar helfen Sinn aus den riesigen Datenmengen zu ziehen, aber sie können noch nicht kreativ mit existierenden Modellen umgehen. Genau daran arbeiten die Bonner Forscherinnen und Forscher.

An diesem Punkt setzt beispielsweise die Informatik an. Sie stellt sich der Herausforderung die teils bereits etablierten datengestützten Methoden von Berechnungen zu verbessern, um intelligente Modelle komplexer Systeme zu erschaffen. Ziel ist es unter anderem computergestützte Berechnungen mit der klassischen mathematischen Modellbildung zu kombinieren - für ein tieferes Verständnis über die Funktionsweise komplexer Modelle.

Die Universität Bonn hat eine traditionelle Stärke in Mathematik. Die vier mathematischen Institute decken die Bereiche Reine Mathematik, Angewandte Mathematik, Numerische Simulation und Diskrete Mathematik ab. Besonders hervorzuheben ist das Hausdorff Center for Mathematics, dem einzigen Exzellenzcluster in Mathe in Deutschland und die darin integrierte Graduiertenschule BIGS-Mathematics. Wie erfolgreich die Uni Bonn in der Mathematik ist, zeigen die vielen Auszeichnungen: Gerd Faltings erhielt als einziger Wissenschaftler die Fields-Medaille - so etwas wie dem Nobelpreis in der Mathematik - und unter den sieben Leibniz-Preisen ist mit Prof. Scholz der jüngste Professor, der diese Auszeichnung je gewinnen konnte, um nur die wichtigsten Auszeichnungen zu nennen.

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