Kurs 7.3
Mathematik trifft Realität

Ein Seminar zu stochastischen Modellen in den Lebenswissenschaften

Zur Akademie Wittgenstein 2023-7
06.07. - 22.07.2023

Der Mathematik wird immer wieder vorgeworfen, dass sie ausschließlich einem realitätsfernen Selbstzweck dient. In Wahrheit spielt aber die sogenannte stochastische Modellierung zum Beispiel bei Vorhersagen über zukünftige Corona-Varianten eine versteckte und dennoch essentielle Rolle.

Bei dieser nutzen Mathematiker und Mathematikerinnen ihr Wissen über Zufallsabfolgen, um komplexe Vorgänge zu verstehen und vorhersagbar zu machen. Eine aus mathematischer Sicht besondere Art solcher Zufallsabfolgen sind die sogenannten Markov-Ketten. Im ersten Teil des Kurses sollen diese anhand von biologischen Fragen motiviert und mathematisch eingeführt werden. Dazu sind Vorkenntnisse in der Wahrscheinlichkeitsrechnung zwar nützlich, aber es wird auch Vorbereitungsmaterial zur Verfügung gestellt, um sich diese selbstständig anzueignen.

Im zweiten Teil wird es dann konkret darum gehen, wie man die gelernte Theorie im biologisch-medizinischen Bereich einsetzen kann. Als Ausgangspunkt werden dazu zunächst zwei idealisierte evolutionsbiologische Standardmodelle etabliert und hinsichtlich ihrer Praxistauglichkeit diskutiert. Aufbauend auf dieser Diskussion dürfen die Teilnehmenden sich in Kleingruppen realitätsnähere Korrekturvorschläge erarbeiten, die anschließend wie in einem universitären Seminar vorgestellt und ebenfalls tiefgreifend ausdiskutiert werden.

Gerade in interdisziplinären Arbeitsbereichen gehört es nämlich zum wissenschaftlichen Alltag, sich nicht nur mit Fachkolleginnen und -kollegen zu beraten, sondern auch die Forschungsschwerpunkte fremder Gebiete zu verstehen und in die eigene Denkweise zu übersetzen. Deshalb soll dieser Kurs über die fachlichen Inhalte hinaus den Teilnehmenden die Gelegenheit bieten, jetzt schon einen persönlichen wissenschaftlichen Kommunikationsstil zu entwickeln.

Eine mögliche Realisierung eines evolutionsbiologischen Modells mit Mutation. Abgebildet sind drei Generationen, bestehend aus jeweils vier Individuen. Der Farbverlauf markiert die Ahnenlinien der gegenwärtigen Population. (Quelle: Eigene Darstellung)

Die Kursleitung