Warum die Mathematik eine grüne Wissenschaft ist
Baku, den 18. Dezember (AZERTAG). Wer die Umwelt schützen und Ressourcen schonen möchte muss das System Erde zunächst mithilfe von mathematischen Modellen präzise beschreiben. Nur so lassen sich optimale Handlungsstrategien ableiten.
Verringerung umweltbelastender Emissionen, Schonung von Ressourcen, Erhöhung von Energieeffizienz, nachhaltiges Wirtschaften und ähnliche Forderungen sind „grüne“ Themen.
In den 1970er Jahren von einer ökologischen Bewegung aufgestellt und politisch vorangetrieben durch eine Partei, die seit dem Jahr 1993 Bündnis 90/Die Grünen heißt, haben sich inzwischen alle Parteien diese Ziele zu eigen gemacht.
„Grün“ ist ein Modewort. Wortkombinationen wie grüne Energierevolution, grüne Forschungspolitik, grüne Landwirtschaft, grüne Technologie oder Green IT sind allgegenwärtig. Die Farbbezeichnung „grün“ ist zu einem komplexen Begriff mutiert, der ökologisch korrektes Verhalten suggeriert.
Und was hat das mit Mathematik zu tun? Nimmt man Umweltschutz ernst, muss man sich zunächst mit den Prozessen im „System Erde“ (zum Beispiel Klimamodelle, Wasserkreisläufe oder Geodynamik) im Detail auseinandersetzen und sie beschreiben. Ohne mathematische Modelle geht das nicht.
Gleichungen zur Optimierung von Motoren - Es müssen Gleichungen und Ungleichungen aufgestellt, Ziele festgelegt und die so entstehenden Optimierungsprobleme gelöst werden. Beispiele sind Verbrennungsprozesse in Kraftwerken oder Motoren, die Entstehung von Produkten und Nebenprodukten in chemischen Reaktoren und die Umweltwirkung von Verkehrs-, Logistik-, Transport-, und Produktionssystemen.
Damit „Ressourcenschonung“ nicht nur publikumswirksame Rhetorik bleibt, sind gemeinsame Anstrengungen von Mathematikern und Fachleuten aus den relevanten natur- und technikwissenschaftlichen Bereichen erforderlich, um adäquate Modelle zu entwickeln, die etwa den Rohstoffverbrauch und unerwünschte Nebenprodukte präzise beschreiben.
Richtig kompliziert wird es, wenn man auch den gesamten Lebenszyklus von Technologien betrachten und dabei etwa den Ressourcenverbrauch während der Herstellung, des Betriebs und der Entsorgung optimieren will.
Mathematische Modelle versachlichen Diskussionen - Noch mehr Aufwand ist zur Entwicklung von Algorithmen erforderlich, mit denen diese komplexen Prozesse optimal gestaltet und im täglichen Betrieb so gesteuert werden können, dass die gesteckten Ziele wirklich erreicht werden.
Ohne Mathematik geht das einfach nicht! Diese Einsicht muss wachsen. In vielen Bereichen der Ingenieurwissenschaften funktioniert die Zusammenarbeit mit Mathematikern schon sehr gut. Erstaunlicherweise ist dieser Aspekt aber kaum im Blickfeld der Politik, obwohl gerade bei der Planung von großen Infrastrukturprojekten und der Änderung von Steuergesetzen Entscheidungen mit großer ökologischer Langfristwirkung zu treffen sind. Im Konsens erstellte mathematische Modelle können zudem zur Versachlichung von ideologiebelasteten Diskussionen beitragen.
Mathematik lässt sich anwendungsübergreifend nutzen. Methoden zur Optimierung von Telekommunikationsnetzen können zum Beispiel auch bei der Optimierung von Strom-, Gas- oder Verkehrsnetzen verwendet werden. Diese universelle Einsetzbarkeit macht die Mathematik zur wahren „grünen Technologie“. Sie kann dazu beitragen, dass unser Planet lebenswert bleibt.
Verkennt die Politik die Bedeutung der Mathematik? - Ist das der Politik bewusst? Googeln Sie mal nach „Mathematik“ in den Programmen unserer Parteien. Es gibt so gut wie keine Treffer. Das Schlagwort „Optimierung“ findet sich immerhin gelegentlich.
Um die von allen Parteien formulierten „Umweltziele“ zu erreichen, sind Forschungsanstrengungen auf breiter Front erforderlich - mit einer engen Kooperation von Ingenieuren, Naturwissenschaftlern, Informatikern, Juristen, Betriebswirten und anderen. Zentral ist indes der Einsatz von Mathematik, denn ohne sie können Zusammenhänge weder verstanden noch die vom Menschen beeinflussbaren Prozesse optimal gestaltet werden.
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