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Auf der Suche nach unendlichen Freiheitsgraden

Der Mathematiker László Székelyhidi von der Universität Leipzig im Porträt

Im April hat Prof. Dr. László Székelyhidi begonnen, das Geld auszugeben, das er vom Europäischen Forschungsrat (European Research Council, ERC) zugesprochen bekommen hat. Über die nächsten fünf Jahre verteilt kann er im Rahmen des ERC-Grants 1,86 Millionen Euro einsetzen, um zwei Postdoktoranden und drei Doktoranden zu bezahlen, die ihn bei seiner Forschung am Mathematischen Institut der Universität Leipzig unterstützen werden. „Dabei geht es um die Beschreibung von turbulenten Strömungen“, umreißt er den Hauptansatz seiner Arbeit. Er will mit seinen Mitstreitern berechnen, welche Regelmäßigkeiten es bei diesem Phänomen gibt. „Turbulente Strömungen sind chaotisch, aber es gibt statistische Gesetzmäßigkeiten.“ Diese gelte es mathematisch zu erfassen.

Sein Interesse an den turbulenten Strömungen erklärt Prof. Székelyhidi damit, dass sie Beispiele für Symmetriebrechungen seien. „Symmetriebrechungen sind in der Mathematik, aber auch in der Kunst und der Musik wahnsinnig wichtig“, erläutert er. In der Mathematik werde Symmetrie auch über die Zahl der Freiheitsgrade ausgedrückt, die eine Form oder ein Körper habe. „Die symmetrischste Form ist der Kreis,  der sehr wenige Freiheitsgrade hat.“ Turbulente Strömungen dagegen haben sehr viele Freiheitsgrade. „Ich interessiere mich für unendliche Freiheitsgrade – falls es so etwas überhaupt gibt.“

Vom Gömböc fasziniert

Fasziniert ist Székelyhidi deshalb auch von der Form des Gömböc. Der russische Mathematiker Wladimir Igorewitsch Arnold (1937-2010) hatte diesen dreidimensionalen Körper mit jeweils nur einer stabilen und einer labilen Gleichgewichtslage bereits theoretisch berechnet, aber erst 2006 konnten die ungarischen Wissenschaftler Gábor Domokos und Péter Várkonyi einen Gömböc – was sich aus dem Wort Gömb für Kugel ableitet – tatsächlich produzieren. Wird der Gömböc auf einer Fläche abgelegt, bewegt er sich immer in die stabile Gleichgewichtslage – und das allein aufgrund seiner Form.

Dabei ist der Gömböc höchst sensibel: Wird nur ein hundertstel Millimeter von der Körpermasse entfernt, verliert er seine selbst aufrichtende Funktion. Soll ein Gömböc dennoch eine Widmung oder ein Datum tragen, muss er völlig neu errechnet werden. Im Juli 2015 hielt der ungarische Mathematiker Gábor Domokos an der Universität Leipzig einen Vortrag im Rahmen des Felix-Klein-Kolloquiums gehalten. Anschließend schenkte der Wissenschaftler der Mathematischen Sammlung einen Gömböc mit der Nummer 1409, dem Gründungsjahr der Universität.

Mathematik in die Wiege gelegt

Das Interesse an der Mathematik bekam Székelyhidi praktisch in die Wiege gelegt. 1977 wurde er als Sohn eines Mathematikers und einer Mathematikerin im ungarischen Debrecen geboren. „Meine Eltern haben mich allerdings nie in Richtung Mathematik gedrängt“, unterstreicht er. Doch es gab in Ungarn außerschulische Aktivitäten wie etwa Mathematik-Kreise, an denen er sich wie selbstverständlich beteiligte. Auch sein vier Jahre jüngerer Bruder wurde Mathematiker – „offenbar gibt es da einen genetischen Fehler in der Familie“, sagt er lachend. Dabei dachte er zwischenzeitlich sogar einmal daran, Musiker zu werden. „Von einer Karriere als Berufsmusiker haben mich meine Eltern aber erfolgreich abgehalten, was sicher gut war“, sagt er. Geige spielt er bis  heute noch leidenschaftlich. „Für einen Profimusiker hätte es aber sicher nicht gereicht.“

In Debrecen besuchte er acht Jahre lang die Grundschule, war dort auch ein Jahr lang auf dem Gymnasium. Es gab aber auch Auslandsaufenthalte, die durch seinen Vater bedingt waren. In Hamburg und Kuwait war dieser als Gastdozent engagiert, was für die spätere Entwicklung seines Sohnes Auswirkungen hatte. „In Kuwait habe ich den Schulabschluss nach dem englischen Schulsystem gemacht“, erinnert er sich. Was für Konsequenzen dies für seinen weiteren Weg haben sollte, ahnte er damals sicher nicht.

Denn eigentlich wollte er in Hamburg sein Studium beginnen, an das er sich gut erinnerte, nachdem sein Vater dort als Stipendiat der Alexander von Humboldt-Stiftung gearbeitet hatte. Doch seine Bewerbung wurde abgelehnt, weil er – mit dem englischen Schulabschluss – nicht die geforderten Kriterien erfüllte. „Weil es für Hamburg nicht gereicht hat, wurde es Oxford“, sagt er heute verschmitzt dazu, was letztlich die Wahl seines Studienortes entschied.

Dass er dann doch in Deutschland landete, war seinen Angaben nach reiner Zufall. Durch Mundpropaganda sei er auf das Max-Planck-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften aufmerksam geworden. Dort arbeitete er mit Prof. Dr. Stefan Müller zusammen. Während dieser Zeit lernte er seine Frau Elisabeth kennen. „Ich habe im Akademischen Orchester gespielt, sie auch“, sagt er. Wie er spielt sie Geige. Nach Stationen in Princeton, Zürich und Bonn zog es ihn erneut nach Leipzig, wo er jetzt an der Universität eine Professur innehat.

In der Tradition zahlreicher osteuropäischer Länder gibt es in der früheren DDR – also auch in Leipzig – Mathematik-Kreise. „Am Institut für Mathematik werden solche Aktivitäten am Felix-Klein-Colleg gebündelt“, berichtet Székelyhidi, der seit 2014 Sprecher der Einrichtung ist. Aufgaben des Felix-Klein-Collegs sind die Förderung mathematisch interessierter Schüler, die Lehrerbildung und die Qualitätssicherung im Studium. Zudem will es das Thema Mathematik einer breiten Öffentlichkeit bekannt machen.

Wie ein Gömböc aussieht und funktioniert, erklärt Prof. Székelyhidi im Video-Interview

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