Da überall in der Industrie und Wirtschaft der Ruf nach mathematischen Modellen zur Lösung aller möglichen Probleme laut wird, ist die Mathematik in aller Munde. Infolgedessen steigt die Nachfrage nach qualifizierten Mathematikern quer durch alle Bereiche, von der Finanzwirtschaft über die Medizin bis zum Unterhaltungssektor.
Vielleicht haben Sie sich gefragt, wofür diese ganze Trigonometrie und Differenzialrechnerei einmal gut sein würde. Aber die alten Stereotypen von Mathematik und Mathematikern gelten nicht mehr, da die Disziplin in zahllosen Bereichen stark an Bedeutung gewonnen hat. Die Mathe-Asse von heute stehen in der vordersten Reihe, wenn es darum geht, Lösungen für die drängendsten wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Probleme zu finden.
In dem Mass wie die Mathematik den Schritt vom rein Theoretischen zum total Praktischen vollzieht, wird die Welt mit neuen mathematischen Anwendungen und kommerziellen Nutzungsmöglichkeiten überschwemmt, da in vielen Branchen Mathematiker eingestellt werden, um Algorithmen zur Optimierung der Geschäftsprozesse zu entwickeln.
Ein Grund dafür, warum die Mathematik diesen Schritt jetzt vollzogen hat, besteht darin, dass Daten und Technologie eine Ebene erreicht haben, die es Mathematikern ermöglicht, anders als je zuvor mit Zahlen umzugehen. "Auf den meisten Gebieten gibt es jetzt riesige Datenströme, auf die in Echtzeit zugegriffen werden kann", erläutert Baruch Schieber, Senior Manager des Optimization Center im Thomas J. Watson Research Center von IBM. "Ausserdem verfügen wir inzwischen über die Rechenleistung zum Lösen grösserer Probleme als je zuvor und über Netzwerke, die die nötige Geschwindigkeit für eine schnelle Verarbeitung von Algorithmen mitbringen."
Das alles summiert sich zu einem überaus innovativen Zeitpunkt für kommerzielle mathematische Lösungen für praktisch jeden Aspekt des Lebens. Es folgt eine kleine Auswahl der Auswirkungen, die die Mathematik auf die verschiedenen Branchen hat.
Logistikketten
Algorithmen wirken wahre Wunder bei der Steigerung der Wirtschaftlichkeit ganzer Logistikketten. Das umfasst die Optimierung der Rohstoffbeschaffung, die Produktionsplanung, den Vertrieb und die Lagerbestände. Die Mathematik hat sich auch in anderen Bereichen von unschätzbarem Wert für die betriebliche Optimierung erwiesen, z. B. bei der Kundenermittlung und Preisgestaltung, beim Marketing und beim Transport.
Versorgungsunternehmen
Zur Vermeidung von Stromausfällen können Energieversorger mit Hilfe der Mathematik ein "intelligentes Grid" schaffen, das Strom und Spannung im gesamten System überwacht und automatisch entstehende Probleme erkennen kann, damit sie schnell gelöst werden können - am besten bevor die Lichter ausgehen. "Diese Lösung hat das Potenzial, die Ausfallzeiten im Grid zu senken und kann zusammen mit dem optimierten Einsatz der Wartungsteams eine radikale Innovation sein," so Schieber.
Bei Fluggesellschaften wird die Mathematik in grossem Umfang eingesetzt. Komplexe Algorithmen ermitteln die Flotteneinteilung, die Einsatzpläne für die Besatzung, die Kraftstoffbeschaffung und sagen sogar die wahrscheinliche Anzahl der "No-Shows" für einen Flug voraus, damit die Maschine strategisch überbucht werden kann, ohne Gefahr zu laufen, dass sich die Passagiere am Gate stauen.
Krankenhäuser
Der gesamte Ablauf an Arbeitsschritten, die für die Vorbereitung und Durchführung einer Operation erforderlich sind, kann modelliert und mathematisch berechnet werden, um sicherzustellen, dass der Zeitpunkt der Eingriffe und die Auslastung der OP-Einrichtungen optimal geplant werden. Das schliesst die Vorbereitungsräume, Ärzte, Krankenschwestern, die nötigen medizinischen Geräte, den OP-Raum selbst und den Aufwachraum ein. "Wir können den Ablauf dieser Schritte mit mathematischen Verfahren erheblich verbessern, und das kann zur Senkung der Kosten und Verbesserung der Patientenversorgung beitragen", erläutert Schieber.
Videospiele
Videospiele werden dank mathematischer Innovationen mit verblüffenden Grafiken und hervorragenden Ausstattungen immer realistischer und spannender. Ein komplexer Algorithmus steht hinter fast jedem Wassertröpfchen, jeder Haarsträhne oder naturgetreuen Geste in den derzeigt gefragtesten Spielen.
Personalwesen
Mathematiker können die Qualifikationsprofile von Mitarbeitern modellieren und dann Algorithmen erstellen, um die am besten qualifizierten Leute den richtigen Projekten zuzuweisen. "Dieser Abstimmungsvorgang ist manuell kaum zu bewerkstelligen, aber mit mathematischen Tools können wir es in grossem Massstab tun", meint Schieber. Algorithmen können auch zur Vorhersage langfristiger Personalanforderungen verwendet werden, um dann die optimalen Einstellungsverfahren zu ermitteln.
Finanzwirtschaft
Die Mathematik führt zu tiefgreifenden Veränderungen der Funktionsweise von Finanzmärkten, wobei zunehmend komplexe Algorithmen dafür verwendet werden, Aktien zu analysieren, Risiken zu bewerten und Kaufentscheidungen blitzschnell zu treffen. Die Mathematik hat für alle Investitionsarten eine zentrale Rolle erhalten. Einer der erfolgreichsten Hedge-Fonds-Manager der Welt ist ein ausgebildeter Mathematiker.
Forstwirtschaft
Algorithmen können die grössten Risikogebiete von Waldbränden berechnen, damit die Behörden die Feuerwehrleute mit ihren Löschfahrzeuge dorthin schicken können, wo sie am dringendsten gebraucht werden. Mathematische Modelle berücksichtigen die Art der Vegetation in einem bestimmten Gebiet, die Niederschlagsmenge, die Wahrscheinlichkeit eines Brandes und diverse Schadensszenarien, damit die Behörden effektiv auf Brände reagieren und verhindern können, dass grosse Flächen niederbrennen.
Unternehmertum
Die Mathematik hat sich dank ihrer Lösungsansätze für alle möglichen Probleme derart erfolgreich entwickelt, dass sie zu einer eigenen Branche geworden ist. Es entstehen ganze Unternehmen, die bestimmte Branchen mit Algorithmen beliefern. "Da Mathematik in der Welt immer mehr an Bedeutung gewinnt, wird der Markt für anspruchsvolle Algorithmen weiter wachsen", erklärt Schieber. "Derzeit haben Startup-Unternehmen, die sich speziell mit Mathematik befassen, lukrative Chancen."
Mathematik. Wichtiger denn je.
Mit der weltweit steigenden Nachfrage nach mathematisch fundierten Lösungen wird auch die Nachfrage nach fähigen Mathematikern steigen. Viele Experten äussern jedoch Bedenken, ob der weltweite Bedarf an Hochschulabsolventen und erfahrenen Mathematikern gedeckt werden kann.
In den USA sind die schlechten Leistungen in Mathematik an Primar- und Sekundarschulen seit Jahren ein Thema. Auch in anderen Ländern, z. B. Australien, läuten beim Thema Mathematikunterricht und Schülerleistungen die Alarmglocken. Demgegenüber scheint der Mathematikunterricht in Singapur und China überragend zu sein und zu qualifizierten Absolventen zu führen. Die Innovationsfähigkeit und der Fortschritt der Weltwirtschaft werden letztendlich direkt davon abhängen, wie viele und wie gute Mathematiker es in den kommenden Jahren geben wird. Wählen Sie die Optionen am rechten Rand, um eine Momentaufnahme des Mathematikunterrichts auf der Welt anzuzeigen.
Kinder und Mathematik
Die Beurteilungen sind zwar unterschiedlich, aber internationale Tests ergeben generell eine höhere Punktzahl und Kompetenz in Mathematik bei Schülern in asiatischen Ländern und eine Verschlechterung in den USA. Singapur wird weithin als führend im Mathematikunterricht angesehen und führt die wichtigsten Tests an, während China und Indien, die sich ebenfalls stark für die mathematische Bildung einsetzen, an den meisten internationalen Vergleichsstudien nicht teilnehmen.
In welchen Ländern gibt es viele Absolventen in Mathematik? Es ist schwierig, die genaue Zahl von Abschlüssen weltweit zu ermitteln und zu vergleichen, weil in den Ländern verschiedene Kriterien und Definitionen verwendet werden und viele (z. B. China und Indien) an den meisten Vergleichsstudien zur Bildung nicht teilgenommen haben. Immerhin berichtet die Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung über eine Vielzahl von Bereichen in ihren 30 Mitgliedsländern, darunter auch über akademische Abschlüsse in Mathematik und Statistik.
Frauen mit Abschlüssen in Mathematik und verwandten Fächern wie Ingenieurwesen und Informatik haben sehr viele Möglichkeiten. In einigen Ländern (einschliesslich den USA) hinken die Frauen jedoch den Männern bei der Studienwahl im Fach Mathematik hinterher, insbesondere bei höheren akademischen Abschlüssen und im Beruf.
"Frauen ist traditionell nicht bewusst, welche beruflichen Möglichkeiten ihnen die Mathematik bietet", so Brenda Dietrich, IBM Fellow und Direktor für Mathematik am IBM Thomas J. Watson Research Center. "Es ist einfach wunderbar, diese Arbeit zu tun, weil wir so viel bewirken können."
Der Anteil von Frauen an den Absolventen in Mathematik ist von Land zu Land sehr unterschiedlich, wie die folgenden Informationen der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung zeigen. Andere Daten zeigen, zumindest für einige Länder, dass die Zahl der Frauen abnimmt, je höher der Abschluss ist.
Ein Grund dafür, warum die Mathematik diesen Schritt jetzt vollzogen hat, besteht darin, dass Daten und Technologie eine Ebene erreicht haben, die es Mathematikern ermöglicht, anders als je zuvor mit Zahlen umzugehen. "Auf den meisten Gebieten gibt es jetzt riesige Datenströme, auf die in Echtzeit zugegriffen werden kann", erläutert Baruch Schieber, Senior Manager des Optimization Center im Thomas J. Watson Research Center von IBM. "Ausserdem verfügen wir inzwischen über die Rechenleistung zum Lösen grösserer Probleme als je zuvor und über Netzwerke, die die nötige Geschwindigkeit für eine schnelle Verarbeitung von Algorithmen mitbringen." 
