Prof. Dr. Kurt Mehlhorn: Informatik als bestimmender gesellschaftlicher Faktor

Computersysteme beeinflussen in stei­­gendem Maße unser Leben. Sie bil­­­­den die Grundlage nicht nur für praktisch alle geschäftlichen Prozesse, son­­dern haben schon seit längerem auch in Wissenschaft und Technik und im letzten Jahrzehnt auch in beeindru­­ck­­en­­dem Maße in unseren Alltag und in un­­sere Unterhaltung dominant Einzug ge­­halten. Heute ist die digitale Infor­­ma­­ti­­ons­­ver­­ar­­beitung aus praktisch keinem Bereich des Lebens mehr wegzudenken. Damit ist die Informatik ein bestimmen­­der gesellschaftlicher Faktor.

Zusätzlich sind Computer sowie die auf ihnen laufende Software und die aus ihnen gebildeten Netzwerke – allen voran das weltumspannende Internet – wohl die komplexesten Strukturen, die je von Menschenhand geschaffen wurden.
In der Tat sind Hardware und in noch weit größerem Maße Software so komplex, dass sie nicht mehr in allen ihren Einzelheiten verstanden werden können. Das macht Computersysteme zu einem gleichermaßen machtvollen wie mysteriösen Werkzeug. Sowohl das Leistungs­­ver­­mö­­gen als auch die Geheimnisse von Com­­putersystemen verlangen nach ihrer wis­­senschaftlichen Erforschung.

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Diese Überzeugung hat sich die Max-Planck-Gesellschaft zu eigen gemacht und 1990 das Max-Planck-Institut für Informatik gegründet. Das Institut gliedert sich in fünf Abteilungen und beherbergt aktuell ungefähr 200 Wis­­sen­­schaft­­ler. Der zentrale For­­schungs­­ge­­gen­­stand des Institutes sind Algorithmen. Ein Al­­gorithmus ist eine Rechenvorschrift – eine genaue Anweisungsfolge an den Com­­pu­­ter, wie er etwas zu berechnen hat.
In der Abteilung „Algorithmen und Kom­­plexität“ (Prof. Dr. Kurt Mehlhorn) und der Forschungsgruppe „Logik der Pro­­gram­­mierung“ (Prof. Dr. Christoph Wei­­den­­bach) werden die Ressourcen wie zum Beispiel Rechenzeit und Spei­­ch­­erplatz untersucht, die ein Algo­­rith­­mus für seine Berechnung braucht. Da­­bei werden nicht nur neue Al­­gorithmen ent­­wick­­elt, die den Bedarf an Rechenzeit und Speicherplatz mi­­nimieren und so­­mit eine direkte hohe praktische Rele­­vanz ha­­ben, sondern es werden auch die grundsätzlichen Gren­­zen dieser Vor­­ge­­h­­ens­­wei­­­­­­se be­­leuchtet: Wieviel Rech­­en­­zeit/Spei­­ch­­er­­­­platz ist grund­­sätzlich für eine Be­­­­rech­­­­nung notwendig? Wie lässt sich be­reits im Vorfeld das korrekte Funk­­ti­­o­­nie­­ren eines Pro­­gramms automatisch nach­­wei­­sen?

Die Abteilung „Computergraphik“ (Prof. Dr. Hans-Peter Seidel) widmet sich dem Rechner als Instrument zur Dar­­stellung von Bildern und Filmen. Sie trägt damit der Tatsache Rechnung, dass der Com­­puter zunehmend nicht als Vermittler von Zahlen und Texten sondern vor allem von Bildern und multimedialen Daten in Er­­scheinung tritt.

Auch hier geht es um die Grundfragen: Was ist grundsätzlich machbar? Und: Wie viele Ressourcen werden dafür be­­­­nötigt? Dabei wird der Rechner nicht nur als Bild­­produzent ein­­gesetzt, sondern er soll (mit Hilfe ge­­eig­­neter Al­­go­­rith­­men) auch Bilder „verstehen“, eine Aufgabe, die ebenfalls eine große wissenschaftliche Her­­aus­­for­­derung darstellt.

Die Abteilung „Bioinformatik und Ange­­wandte Algorithmik“ (Prof. Dr. Thomas Lengauer) trägt der Tatsache Rechnung, dass der Computer in den letzten Jah­­ren besonders im Bereich der Lebens­­wis­sen­­schaften eine zentrale Bedeu­­tung erlangt hat, und hier insbesondere bei der Inter­­pretation von biologischen Da­­­ten. Der Rechner ist ein wesentlich­­es In­­strument der modernen Biologie und Medizin. Das Verständnis biologischer Vorgänge auf mole­­kularer Ebene ist ohne den Rechner nicht möglich, zum einen, weil es in der modernen Bio­­logie immense Datenmengen zu verarbeiten gilt, und zum anderen, weil die Kom­­plexität der biochemischen Inter­­ak­­tionen in einem lebenden Organismus das Studium dieser Kreisläufe ohne Zu­­hilfe­­nahme des Rech­­ners aussichtslos macht.

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Bioinformatische Methoden sind somit ein Grundbestandteil für die mo­­derne Forschung zur Diagnose und The­­­­­­ra­­pie von Krank­­hei­­ten.
Die Abteilung „Datenbanken und Infor­­ma­tionssysteme“ (Prof. Dr. Gerhard Wei­­­­kum) schließlich widmet sich besonders der Thematik der Verteilung, Or­­ga­­nisation und Suche von Daten in großen Computernetzen wie dem Internet. Da­­bei stehen Aspekte der effektiven Su­­che nach Information in Netzen (Such­­ma­­schinen wie Google sind entsprechende Instrumente), der Ausfallsicherheit von Methoden im Falle, dass Teile des Netzes nicht zugänglich sind, sowie der effektiven Verteilung von Rechen­­auf­­ga­­ben auf im Netz zur Verfügung stehende Rechen­­leistungen (zum Beispiel in Peer-­­to-Peer-Systemen) im Vordergrund. Der praktische Nutzen dieser Forschung drängt sich auf: Wer hat sich nicht schon einmal gewünscht, mit grafischer statt textueller Information nach Bildern su­­chen zu können oder selbst bei schwierigen Anfragen von der Suchmaschine auch tatsächlich die relevanten Einträge als erste präsentiert zu bekommen.
Ziel des Max-Planck-Instituts für Infor­­ma­­tik ist es, gleichermaßen durch wis­­­­­­senschaftliche Ergebnisse, Soft­­ware und Herausbildung des aka­­de­­misch­­­­en Nach­­wuchses Wirkung zu erzielen. Das In­­sti­­tut betreibt ein aktives För­­der­­­­­­pro­­gramm für Doktoranden und Post­­­­dok­­to­­randen. Dieses beginnt mit der Auf­­nah­­me der Promotion an der „In­­ter­­na­­ti­­o­­nal Max Planck Research School for Com­­puter Science“ und er­­laubt nach der Promotion über in­­ternationale Ko­­operations­­ab­­­­kommen wie das „Max Planck Center for Visual Com­­­­­­puting and Commu­­nication“ (Post­­­­doc-Pro­­gramm mit Stanford Univer­­sity) und die Be­­tei­­li­­gung an internationalen For­­schungs­­projekten den Aus­­tausch mit Spit­­zen­­instituti­­o­­nen in der ganzen Welt. So er­­hielten die Nach­­­­­­wuchs­­­­wis­­sen­­schaftler des Instituts allein während der letzten beiden Jahre mehr als 20 Rufe auf Pro­­fessuren im In- und Aus­­land.

 

autor_kurt-mehlhornProf. Dr. Dr. h.c. mult. Kurt Mehlhorn hat an der TU Mün­­chen und an der Cornell University in Ithaca (USA) In­­formatik und Mathematik studiert. Seit 1990 lehrt er an der Uni­­ver­­sität des Saarlandes Informatik. Seit 1990 wirkt er als Direktor am Max-Planck-Institut für Informatik in Saar­­brü­­cken. Er ge­­hört unter anderem dem Senat der Max-Planck-Gesellschaft an und ist Mit­­glied der Akademie Leopoldina.