Deutschlandstipendium

In der nun 100-jährigen Geschichte haben viele große Köpfe an der Universität Hamburg geforscht und gelehrt. Einer dieser Köpfe ist der Mathematiker Prof. Dr. Lothar Collatz. Er war Professor für Angewandte Mathematik und ist der Namensgeber für ein bekanntes Problem und für das Lothar Collatz Center for Computing in Science. Ein Beitrag von Sebastian Neblung.

Das Leben und Wirken von Lothar Collatz

Lothar Collatz wurde 1910 in Westfalen geboren, promovierte 1935 in Berlin und 1937 folgte die Habilitation in Karlsruhe. Daran anschließend war er Wissenschaftler in Karlsruhe, Darmstadt und als Professor in Hannover. 1952 kam Lothar Collatz als Professor für Angewandte Mathematik an die Universität Hamburg. Hier gründete er 1953 das Institut für Angewandte Mathematik und war von 1958 bis 1972 der Direktor des Rechenzentrums. Seine Emeritierung erfolgte 1978, was für ihn aber kein Grund war, mit Forschung und Lehre aufzuhören. Auch danach blieb er der Universität Hamburg verbunden und besuchte noch viele Fachtagungen. Dies endete erst mit seinem Tod am Rande einer Tagung 1990 in Warna.
Der Schwerpunkt der Forschung von Lothar Collatz lag auf der Numerischen Mathematik. Dabei geht es um Methoden des wissenschaftlichen Rechnens und die möglichst effiziente Umsetzung von Lösungsverfahren an Computern für zum Beispiel Gleichungen, Nullstellenbestimmungen oder Eigenwertprobleme. Lothar Collatz hat viel an den theoretischen Grundlagen von Algorithmen gearbeitet, sich aber auch mit der praktischen Umsetzung am Computer beschäftigt. Er war 1958 einer der Ersten, der mit dem IBM650 Computer an Hochschulen einsetzte. Mit seiner Forschung hat er die Grundlagen für viele numerische Methoden geliefert und gilt daher international als Pionier der numerischen Mathematik.
Lothar Collatz‘ wissenschaftliches Erbe besteht nicht nur aus seinen inhaltlichen Leistungen, für die er sieben Ehrendoktorwürden erhielt. Es besteht auch aus zehn Lehrbüchern und dem nach ihm benannten Collatz-Problem.

Das Collatz-Problem

Das Collatz-Problem ist ein Beispiel für ein leicht zu formulierendes Problem, dessen Antwort vermutet, aber nie bewiesen wurde. Konkret startet das Problem mit einer beliebigen natürlichen Zahl. Ist sie gerade, so wird diese Zahl halbiert. Ist die Zahl ungerade, so wird sie verdreifacht und 1 hinzuaddiert. Dieses Verfahren wird mit der entstandenen Zahl fortgesetzt, zum Beispiel: 26-13-40-20-10-5-16-8-4-2-1. Die Collatz-Vermutung besagt, dass einen solche Folge immer mit den drei Zahlen 4-2-1 endet (die sich immer wiederholen). Dies lässt sich empirisch überprüfen (Der Lesende ist eingeladen dies zu testen!), ein mathematischer Beweis existiert aber (noch) nicht.

Das Lothar Collatz Center for Computing in Science

Das Lothar Collatz Center for Computing in Science an der Universität Hamburg hat nicht das Collatz-Problem gelöst, dafür aber andere Fortschritte in der Numerischen Mathematik erzielt. Das Zentrum arbeitet auf den Spuren des Namensgebers an aktuellen Fragen der Numerischen Mathematik und an computerbasierten Methoden zur Lösung von numerischen Problemen. Die Forschung des Zentrums teilt sich heute in die vier Themengebiete High performance computing in the simulation sciences, Mathematical modeling & algorithm development, Model-based optimization and design und Scientific visualization and parallel processing. Diese Bereiche beschäftigen sich auch interdisziplinär mit Modellierungsproblemen aus den Naturwissenschaften. Neben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der MIN-Fakultät sind Angehörige der TU Harburg, des Max Planck Instituts für Meteorologie und des Exzellenz-Clusters „Integrierte Klimasystem-Analyse und Vorhersage“ der Uni Hamburg an dem Zentrum beteiligt. In diesem Zentrum wird auch in Zukunft an den aktuellen numerischen Fragestellungen gearbeitet.

Glückwunsch

Zum 100. Geburtstag wünsche ich der Universität Hamburg, dass Sie auch in den nächsten 100 Jahren solch große Wissenschaftler und Vorreiter wie Lothar Collatz für sich gewinnen kann, so dass die Universität Hamburg auch in Zukunft exzellente Forschung liefern kann. Sebastian Neblung

Weitere Informationen

Lothar Collatz Zentrum: https://www.c3s.uni-hamburg.de/en.html

Übersicht zum Leben von Lothar Collatz: https://www.math.uni-hamburg.de/home/collatz/