Dieser Kurs findet vom 05.08.-12.08.2021 digital statt.
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3.1 Mathematik und Epidemien

Kursbeschreibung

Die Corona Pandemie im letzten Jahr hat gezeigt, wie stark Infektionskrankheiten unseren Alltag beeinflussen können. Dabei sehen wir wie wichtig es wäre, die Ausbreitung von Infektionskrankheiten auf unserer stark vernetzten Welt zu verstehen und vorherzusagen.

Dazu sind neben medizinischem und biologischem Wissen mathematische Modelle ein unverzichtbares Hilfsmittel geworden. In diesem Kurs möchten wir verstehen, was solche Modelle leisten können, aber auch wo ihre Grenzen liegen.

Stochastische Modelle für die Beschreibung biologischer Populationen wurden zuerst vor etwa hundert Jahren im Kontext der Evolutionsbiologie entwickelt. Um die gleiche Zeit wurde auch das erste Modell zur Beschreibung von Epidemien (das sogenannte SIR Modell) von Keramik und McKendrik entwickelt, welche dieses zur Beschreibung einer Pestepidemie verwendeten.

Im ersten Teil des Kurses werden solche Modelle vorgestellt und ihre mathematischen Grundlagen besprochen. Die Teilnehmenden lernen, durch das selbständige Lösen von Aufgaben in Gruppen mit diesem neuen Handwerkszeug umzugehen.

Im zweiten Teil des Kurses werden in Projektgruppen konkrete Problemlösungen erarbeitet. Dabei geht es unter anderem um folgende Fragen: Wie können wir ein möglichst realistisches Modell für eine Pandemie entwickeln? Wie können wir dieses im Simulationsprogramm testen? Wie können wir mit Hilfe solcher Simulationen konkrete Schutzmaßnahmen entwickeln? Wie können wir auf effiziente Weise Daten zum Infektionsgeschehen erheben?

Voraussetzungen: Für den Kurs sind keine Besonderen Vorkenntnisse aus der Biologie, Mathematik oder einer Programmiersprache erforderlich. Im Vorfeld und zu Beginn der Akademie machen sich die Teilnehmenden mit Grundlagen der Stochastik vertraut.

Die Kursleitenden

Anton Bovier (Jg. 1957) studierte Physik in Bonn und wurde in Zürich 1986 in theoretischer Physik promoviert. Seit 2008 ist er Professor für Stochastik an der Universität Bonn. Zuvor war er Abteilungsleiter am Weierstraß-Institut in Berlin und Professor an der Technischen Universität Berlin. Eine seiner Forschungsinteressen list die Anwendung stochastischer Modelle in der Biologie. In seiner Freizeit fährt er gerne Fahrrad und geht viel schwimmen.

Lisa Hartung (Jg. 1991) nahm bereits als Schülerin an Mathematikvorlesungen an der Universität Bonn teil und studierte dort auch nach dem Abitur 2009. 2016 wurde sie dort in Mathematik mit einer Arbeit über räumliche Verzweigungsprozesse promoviert. Seit 2019 ist sie Professorin für Stochastik an der Johannes Gutenberg Universität Mainz. Lisa ist seit einigen Jahren Koordinatorin und Mentorin bei Jugend trainiert Mathematik. In ihrer Freizeit geht sie viel schwimmen und im Urlaub gerne tauchen.