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Sebastian Sager, Leiter der Nachwuchsgruppe für mathematische Optimierung an der Graduiertenschule für Wissenschaftliches Rechnen (HGS MathComp), und die Doktorandin Anamaria Bodea treffen sich regelmäßig im sogenannten Common Room unter dem Dach des Interdisziplinären Zentrums für Wissenschaftliches Rechnen (IWR). An einer gewundenen Theke, zwischen Café-Tischen, Sofas, Flachbildschirm und einem Tischkicker kommt man leicht ins Gespräch.

Hält diese Atmosphäre nicht vom Forschen ab?

Sebastian Sager Im Gegenteil. Das IWR lebt vom Austausch. Von den 550 Mitarbeitern hat häufig jemand Gäste. Die empfangen wir hier - und ansonsten ist das der perfekte Ort, um zwanglos kreativ zu werden und Teamgeist zu entwickeln.

Worüber sprechen Sie beide, wenn Sie sich hier treffen?

Anamaria Bodea Sebastian ist mein Mentor, wir treffen uns mindestens einmal im Monat. Meine Doktorväter Willi Jäger und Hans Georg Bock spreche ich seltener, meist, wenn ich ein Ergebnis habe - zu Sebastian kann ich auch mit Detailfragen gehen.

Sager Oft reden wir aber gar nicht über Mathematik, sondern beraten, ob eine Veröffentlichung ansteht oder ob sich der Besuch einer bestimmten Konferenz für Anamaria lohnt. Und wir legen Meilensteine ihrer Dissertation fest. Unsere Doktoranden sollen sich nicht in Sackgassen verlieren.

Gehören Umwege nicht zur wissenschaftlichen Reifung?

Sager Wir wollen Wissenschaftler für Führungspositionen ausbilden, egal ob an Universitäten oder in der Wirtschaft. Dafür sollen die Leute breit aufgestellt sein, aber sich eben nicht verzetteln.

Bodea Bei den Blockkursen an der Graduiertenschule muss jeder selbst entscheiden, ob er nur fachspezifische Kurse belegt oder in neue Felder reinschnuppert. Ich zum Beispiel habe in einem Kurs über Numerik eine entscheidende Methode für meine Arbeit kennengelernt. Auch die Einblicke in Projekt- und Zeitmanagement und ein Bewerbungstraining haben sich gelohnt, obwohl sie mit meiner Forschung wenig zu tun hatten.
Bei ihrer Suche nach Spielräumen für mehr Effizienz sparen Sebastian Sagers Mitarbeiter kein Feld aus. Ein Doktorand versucht, die Dosierungspläne einer Chemotherapie zu verbessern. Ein zweiter nutzt Optimierungsverfahren, um die Preisentwicklung verschiedener Rohstoffe vorherzusagen. Einige Gruppenmitglieder entwickeln Algorithmen mit Industriepartnern, etwa für energieeffiziente oder zeitoptimale Fahrsysteme. Andere arbeiten mit Psychologen an Fragen der Entscheidungstheorie - bei Experimenten zu komplexen Entscheidungsprozessen finden sie heraus, was die perfekte Lösung eines Spiels gewesen wäre und wo ein Proband Fehler gemacht hat.

Herr Sager, was haben denn all diese Themen überhaupt noch gemeinsam?

Sager Mehr, als man auf den ersten Blick denkt. Mathematisch geht es immer darum, eine Zielfunktion unter Nebenbedingungen zu optimieren. Wir entwickeln generische Algorithmen, die jedem Doktoranden der Gruppe helfen.

Wie finden Sie Ihre Forschungsfragen?

Sager Oft kommt jemand auf uns zu. So erzählte uns der Heidelberger Kardiologe Eberhard Scholz, dass bei Herzpatienten ein bestimmtes EKG-Muster besonders häufig zu Fehldiagnosen führt. Selbst erfahrenen Ärzten ist oft unklar: Handelt es sich um Vorhofflattern oder um eineso genannte sekundäre Tachykardie nach einer Operation? Wir Mathematiker sehen darin ein inverses Problem und versuchen herauszufinden, wie man verlässlicher auf das Ausgangssignal schließen kann.

Bei Ihren Projekten scheint es oft darum zu gehen, Rohstoffe zu sparen.

Sager Es gibt diesen griffigen Slogan, Optimierung sei die „Wissenschaft des Besser“. Abläufe werden effizienter, sicherer, kostengünstiger - Crashtests für Autos machen wir heute am Rechner. Immer häufiger nutzen wir unsere Methoden aber auch, um ein System überhaupt erst beschreibbar zu machen - zum Beispiel, wenn wir mit Biologen Vorgänge in Zellen untersuchen.

Frau Bodea, welches System haben Sie im Blick?

Bodea Letztlich geht es darum, wie Strom billiger werden kann. Ich beschäftige mich mit einer bestimmten Vertragsform zwischen Kraftwerksbetreibern und Stromversorgern, sogenannten Swing Optionen. Das sind Vereinbarungen, bei denen der Abnehmer in einem festen Zeitraum eine begrenzte Anzahl von Möglichkeiten hat, zum dann geltenden Marktpreis Elektrizität zu kaufen. Diese „Swing Options“ lassen sich mathematisch so optimieren, dass der Versorger sein Kaufrecht zum für ihn günstigsten Zeitpunkt einlöst - und die Menge kauft, die für ihn gerade ideal ist.

Warum muss ein Mathematiker dieses Problem lösen?

Bodea Der Strompreis schwankt saisonal stark und weist scharfe Preissprünge auf. Ich habe ein stochastisches Modell entwickelt, das erstmals in der Lage ist, den Spotpreis und wenigstens die Richtung der Preissprünge verlässlich zu simulieren. Darauf basierend lässt sich dann mit numerischen Methoden die optimale Strategie finden, wann jemand seine Kaufrechte einlösen sollte. Für die Stromanbieter lautet bei diesen Verträgen jederzeit die Frage: To swing or not to swing?

Sie hatten theoretische Mathematik studiert. Wie kamen Sie jetzt auf den Strommarkt?

Bodea Mich interessierte die Finanzmathematik. Professor Jäger schlug mir deshalb Rohstoffe als Thema vor. Also habe ich mich eingelesen und Experten getroffen. Die Graduiertenschule ermöglicht uns, die besten Fachleute auf unserem Gebiet zu Vorträgen einzuladen. Das habe ich genutzt.
Wer als Theoretiker an die Graduiertenschule kommt, lernt zunächst das Handwerkszeug für anwendungsbezogene Forschung, und wer aus der Anwendung kommt, wird in der Theorie auf einen Mindeststand gebracht. Sebastian Sager bezeichnet Wissenschaftliches Rechnen gerne als dritte Säule der Wissenschaft, neben Theorie und Experiment. Schließlich komme kein Fach heute noch ohne Rechnerunterstützung aus.

Wie verhindern Sie, dass Sie zur reinen Hilfswissenschaft werden?

Sager Aus den vielen Anfragen für Kooperationen müssen wir die aussuchen, die auch unsere eigenen Algorithmen voranbringen. Fähigkeiten in der Kerndisziplin Mathematik bleiben das höchste Gut. Anfangs habe ich häufig in Zeitschriften wie den „Physical Review Letters“ veröffentlicht, in „Systems Biology“ oder „Computational Economics“. Seit ein paar Jahren achte ich gezielt auf Veröffentlichungen in der Mathematik, um die Bedenken zu zerstreuen, meine Forschung ginge nur in die Breite. Willi Jäger hier am Institut warnt immer: „Man darf kein Supermarkt sein.“

Sie bilden wissenschaftlichen Nachwuchs gezielt auch für die Wirtschaft aus. Wie gut gelingt das?

Sager Unsere Doktoranden sind allesamt begehrt. Junge Forscher wie Anamaria Bodea werden in der Industrie mit Kusshand genommen. Sie entwickelt eine weltweit führende Methodik, spricht fünf Sprachen (Englisch, Deutsch, Rumänisch, Spanisch und Italienisch, Red.), ist es gewohnt, mit Experten auf Augenhöhe zu diskutieren und kann ihre Arbeit verständlich präsentieren.

Frau Bodea, bleiben Sie in der Wissenschaft?

Bodea Mich reizt nach dem Schritt aus der theoretischen in die angewandte Mathematik jetzt der Weg in die Industrie - allerdings auch dort wohl in die Forschung.

Herr Sager, wieso haben Sie den Versuchungen der Industrie nicht nachgegeben?

Sager Ich habe damit geliebäugelt. Hier habe ich aber meinen Traumberuf gefunden, mit immer neuen Herausforderungen in Forschung und Lehre. Am wichtigsten sind mir aber die Menschen, mit denen ich hier arbeiten darf: herausragende Mathematiker, aber keine Fachidioten - manche feilen parallel an der Musikerkarriere oder trainieren für einen Ironman. Andere lernen nebenbei Chinesisch oder spielen erfolgreich Schach - was für ein Umfeld!