Die Frau hat sich gerade die Brüste vergrößern lassen, liegt am Pool und denkt nach. Nein, nicht darüber, ob sie sich auf den Rücken drehen soll oder nicht. Was der Mittzwanzigerin keine Ruhe lässt, ist, wie sich beweisen ließe, dass die Gleichung an + bn = cn nicht lösbar ist, wenn: n größer als zwei ist (und a, b, c nicht Null sind). Diese Fermat'sche Vermutung ist seit Mitte der 90er Jahre zwar bewiesen, aber mit anderen Rechenmitteln als sie Pierre de Fermat im 17. Jahrhundert zur Verfügung standen. Dieser wache Denker trieb Generationen von Mathematikern zur Verzweiflung, indem er seine Vermutung aufstellte, und behauptete, er habe auch den Beweis dafür (diesen aber nicht mitteilte). Es dauerte mehr als 350 Jahre bis der Knoten endlich gelöst wurde.
Sind Sie schon ausgestiegen oder lesen Sie noch? Was bei Millionen Menschen den Fluchtreflex auslöst, fasziniert andere unendlich. Lisbeth Salander - die Frau am Pool - ist einer jener Menschen, die sich mit Lust auf mathematische Knobeleien stürzen, und sich völlig darin verlieren können. Man muss nicht gleich Anzeichen von Autismus haben, die der Krimiautor Stieg Larsson seiner Ermittlerin angedichtet hat, um sich für Zahlensysteme zu interessieren. Wenn es nach Albrecht Beutelspacher geht, dem Leiter des Mathematikums in Gießen, reicht es fast schon, "neugierig darauf zu sein, wie die Welt funktioniert". Nun ja.
Als Millennium-Probleme bezeichnet man die im Jahr 2000 vom Clay Mathematics Institute in Cambridge (Massachusetts) festgesetzte Liste ungelöster Probleme der Mathematik. Es hat ein Preisgeld von je einer Million US-Dollar für die Lösung der sieben Probleme ausgelobt. Im folgenden drei Beispiele.
Das P = NP-Problem stammt aus der Komplexitätstheorie. Es befasst sich mit der Frage, warum für viele Optimierungsaufgaben eine gute Lösung zwar leicht erkannt und überprüft werden kann, sie aber zu finden, fast unmöglich ist. Der Mathematiker Günter M. Ziegler nennt als Beispiel das Problem des Handlungsreisenden: Gibt es eine kurze Tour durch eine vorgegebene Liste von Städten? Das P="NP-Problem" ist zu beweisen, dass es kein schnelles Rechenschema dafür gibt, die kurze Tour zu finden.
Die Riemann-Hypothese aus der Zahlentheorie: Könnte man die Vermutung von Bernhard Riemann beweisen, wüsste man genauer, wie viele Primzahlen es zum Beispiel mit tausend Stellen es gibt. Die Frage klingt esoterisch, ist sie aber nicht: Die Verschlüsselungsverfahren im Internet-Banking arbeiten etwa mit Primzahlen.
Die Navier-Stokes-Gleichungen beschreiben Flüssigkeiten und Turbulenzen in Flüssigkeiten. Also: Wie fließt die Luft über einen Flugzeug-Flügel? Welches Auto ist windschnittig? "Sobald es anfängt zu wirbeln, wird das sehr kompliziert", sagt Ziegler. "Und die Theorie dazu ist löchrig." Wir sehen zwar, ob ein Auto windschnittig ist, aber wie man das exakt berechnet, und ob die Rechnungen dann wirklich stimmen, ist unsicher. "Dafür bräuchte man eine stimmige Theorie."
Unsereiner wäre schon froh zu begreifen, wie es sein kann, dass wir zwar Menschen ins All schicken können und skypen (das ist ein Telefonanbieter, über den man via Internet telefonieren und sich dabei zuwinken kann, wenn man eine Webcam hat), aber es nicht schaffen, einen Aufzug so zu steuern, dass er da ist, wenn man ihn braucht. Oder wenigstens zügig kommt.
"Mit Mathematik wäre das möglich", versichert der Mathematik-Professor Günter M. Ziegler, der das Problem aus eigener Erfahrung kennt: "Wir haben hier an der TU Berlin vier Aufzüge, die so miserabel gesteuert sind, dass ich den halben Tag vor den Aufzügen verbringe." Es sei nicht einfach, Aufzüge zu steuern, "Man weiß ja nicht, wer wann wo wartet." Die beste Aufzug-Steuerungs-Strategie? Schwer zu sagen. Immer der Reihe nach? Oder die Sabbat-Methode, bei der einfach immer jedes Stockwerk angefahren wird? Oder ganz was anderes? Mit mathematischen Werkzeugen ließe sich das in der Theorie berechnen, versichert Ziegler und macht uns Hoffnung: Denn längst arbeiteten Berliner Mathematiker an der Optimierung von Aufzugssteuerungen.
Die Fahrgäste der deutschen Nahverkehrssysteme müssten vielleicht weniger lange frierend am Bushäuschen stehen, ließe man Mathematiker an die Streckennetzplanung, vermutet Ziegler. "Wir könnten mathematisch auswürfeln, welche Buslinien idealerweise kombiniert werden." Der Mathematiker berichtet von einer Stadt, für deren Busnetz ein Kollege eine Modellrechnung aufgestellt hat. "Die würden viel Geld sparen, wenn sie ihr Streckennetz zentralisieren würden, so dass alle Busse zum Hauptbahnhof fahren." Warten müssten die Leute dann zwar immer noch, aber wenigstens warteten sie billiger.
Mathematik ist überall: Telefonie, Finanzwesen, Softwareindustrie, Logistik - "da geht gar nichts ohne Mathematik", sagt Ziegler. Und Mathematik kann überall da helfen, wo Dinge nicht effizient sind. Sie entstehe aus dem Versuch der Bewältigung von Dingen, die uns umgeben, sagt Zieglers TU-Kollege Martin Grötschel. Überall, wo etwas quantifizierbar sei und Beziehungen bestehen, "können wir Lösungen finden." Systeme würden schneller oder preisgünstiger mit Hilfe der Mathematik. Sie helfe, die Belastbarkeit von Material zu berechnen oder das Verhalten von Molekülen vorherzusagen. Mathematiker formalisierten reale Vorgänge.
Sie haben jetzt keine Zeit mehr zu lesen, weil Ihr Handy klingelt? Gut für Sie, dass Mathematiker ausgerechnet haben, wie viele Leute im Frankfurter Bankenviertel wohl Netzverbindung benötigen, Zuwachs, minimierte Kosten und gute Qualität inklusive.
Ohne Mathe geht nämlich fast nichts. Nicht mal: "Ich bin jetzt gerade am Bahnhof. . ."
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