Mathematik für die reale Welt

Diese ScienceLives Artikel wurde LiveScience in Zusammenarbeit mit der National Science Foundation zur Verfügung gestellt.

Fred Roberts ist Professor für Mathematik an der Rutgers University und Direktor eines Zentrums, die Datenanalyse zu Sicherheitsbedrohungen anzugehen Heimat beschäftigt. Er ist auch Direktor emeritus und senior Advisor von einem international bekannten mathematischen Wissenschaften Forschungszentrum 1989 gegründet zur Lösung komplexer Probleme in Informations- und Kommunikationstechnologie. Roberts Forschungsschwerpunkte liegen in mathematischen Modellen in der Sozial-, Verhaltens-, biologische, Umwelt- und epidemiologischen Wissenschaft und Probleme der Kommunikation, Transport und Sicherheit. Sein erste Buch, Diskrete mathematische Modelle, mit Anwendungen für soziale, biologische und ökologische Probleme, einen Klassiker im Bereich aufgerufen wurde und seine Bücher und Artikel decken ein breites Spektrum von Themen aus Energie modellieren, mathematische Psychologie, Biomath in den Gymnasien.

Roberts leitete das Zentrum für diskrete Mathematik und theoretische Computer Science (California) von 1996 bis 2011. Als eines der ursprünglichen National Science Foundation Science und Technologie-Zentren gegründet, wuchs der Mittelpunktes von zwei akademischen und zwei Industriepartnern an seine 15 Partnerorganisationen heute mit mehr als 325 verbundenen Wissenschaftler.

Unter Roberts Führung entwickelte California über Mathematik und Informatik zu physischen umfassen und Biowissenschaften, Umweltwissenschaften, Sozialwissenschaften, Technik, Wirtschaft, Landwirtschaft und öffentliche Ordnung. Die Interdisziplinarität des Fachbereichs California machte es möglich für Forscher, wie mathematische Lösungen sehen könnte auf Probleme solche Situationen wie Gensequenzierung, evolutionäre Biologie, Epidemiologie, Nachhaltigkeit und Heimatschutz angewendet.

Im Jahr 2006 leitete Roberts die erste California gehosteten hauptsächlichmitte um Informatik zu übernehmen, zur Wahrung der Heimatsicherheit. Im Jahr 2009 übernahm er seine aktuelle Position als Direktor des die Führungs- und Interoperabilität Zentrum für Advanced Data Analysis (CCICADA), eine Abteilung der Heimat SecurityUniversity Center of Excellence mit 17 Partnerorganisationen bundesweit. Seine Forschungsinteressen liegen in diesem Bereich gehören Stadionsicherheit, Container-Inspektion in den Häfen, Sensor-Management für die Erkennung von Kernmaterial Frühwarnung von Krankheitsausbrüchen und bioterroristische Ereignisse und Heimat Sicherheitsaspekte der globalen Umwelt ändern.

Name: Fred Roberts
Institution: Rutgers University
Fachrichtung: Mathematik

Was inspirierte Sie zu dieser Fachrichtung zu wählen?

Na ja, muss das Feld sehr breit definiert werden, denn obwohl ich als Mathematiker ausgebildet, ich habe eine Menge Hüte, die ich trage, und ich arbeite auf alle Arten von Problemen. Ich bin begeistert von Umweltproblemen. Ich interessiere mich für Fragen der Nachhaltigkeit und Energieeffizienz und Klimaschutz. Ich bin auch sehr interessiert an Verbindungen zwischen den mathematischen Wissenschaften und Sozialwissenschaften, so in meiner beruflichen Laufbahn arbeitete ich habe auf Psychologie und Soziologie und Probleme wie kleine Gruppen gut zusammen arbeiten – oder nicht. Ich interessiere mich für Fragen der Kommunikation und Transport, und ich habe auch sehr engagiert in Fragen der Homeland Security, Naturkatastrophen und die Sicherheit der Menschen zu schützen. Und ich bin begeistert von Anwendungen und Mathematik als Sprache der Wissenschaft. Ich wurde ausgebildet als Mathematiker, ich habe Interesse an Mathematik, aber ich liebe es, weil alles, was ich damit machen kann.

Schon früh war meine Inspiration als untergeordnetes Element des Sputnik. Es wurde ins Leben gerufen, als ich in der High School, von den Russen ins Leben gerufen und es ein großer Schock für die Amerikaner, war weil wir dachten, dass wir zunächst in der Wissenschaft und zunächst im Raum und so weiter. Das hatte einen großen Einfluss auf uns, als wir High-School-Kids waren und wir ermutigt wurden, in die Wissenschaft zu gehen. Ich war auf jeden Fall in diese Richtung geneigt, aber sicherlich gab es ein wenig von einem Stoß von Sputnik. Es tat nicht weh, die mein High School Mathematiklehrer einige sehr bemerkenswerter Mathematiker kannte, und als ich anfing, auf der Suche nach einer Hochschule, ich zufällig auf eine College finden wo die Mathematiker der Vorsitzende des Fachbereichs Mathematik gehörte. Das war am Dartmouth College und so ging ich es dachte, ich würde Mathematik studieren und das ist, was ich getan habe. Aber es war nicht wie ich dachte, es würde gehen – ich war sehr aufgeregt, während ich dort über Mathematik und ihre Anwendungen, insbesondere in den Sozialwissenschaften und Ökologie war und so dauerte es von dort aus.

Was ist der beste Ratschlag, den Sie jemals bekommen?

Wenn du, Beratung über meine wissenschaftliche Karriere redest, war das beste "follow your Passion" und folgen Sie, was Sie wirklich interessiert sind"– und genau den gleichen Rat ich meine Kinder gebe. Das heißt, Sie verbringen viele Arbeits- und wachen Stunden mit der Karriere, die Sie sich entscheiden, so wählt man eine Karriere nicht du liebst, es wieviel Geld spielt keine Rolle Sie machen – das geht nicht um Glück zu bringen.

Ein weiteres wichtiges Stück Ratschläge wie ich entschied mich für das Kollegium war ging ich zu. Die Ratschläge, die ich bekam war, dass die Wahl einer Hochschule ein wenig wie die Wahl einer Lebensgefährtin, ein Ehepartner oder Lebensgefährten. Was für eine erfolgt erfolgt nicht für einen anderen. Wieder, lassen Sie selbst erkunden, sehen, was Sie denken ist also für Sie arbeiten und nicht versuchen, es zu analysieren.

Was war Ihre erste wissenschaftliche Experiment als ein Kind?

Das ist eine interessante Frage. Es war wahrscheinlich arbeitet mit einigen der Gilbert-Wissenschaft-Sets, die wir als Kinder hatten. Wahrscheinlich die kleine chemische Experimente, die ich habe.

Was ist Ihre Lieblings daran, ein Forscher?

Ich bekomme auf neue Ideen kommt man zu den Grenzen des Wissens zu erkunden. Ich kann verstehen, dass Mathematik nicht nur etwas in einem Lehrbuch, aber es ist etwas von echten Menschen, die wirklich Dinge erfunden. Und es wird mir allerlei Richtungen zu erforschen, die ich gerade gedacht habe nicht. Ich lerne interessante Leute kennen und treffen interessante Anwendungen.

Was ist das wichtigste Merkmal eines Forschers muss nachweisen, um eine effektive Forscher sein?

Es ist sehr individuell. Ich würde sagen, Persistenz ist wahrscheinlich die wichtigste Sache für Leute wie mich, ich mag nicht der klügste Mensch der Welt sein, aber wenn ich es halten, ich habe eine vernünftige Chance etwas zu erreichen.

Was sind die gesellschaftlichen Vorteile Ihrer Forschung?

Nun, denke ich, dass dies der Grund ist, was, den ich tue Forschung. Ich war einer der ersten Menschen, die auf die wachsende Nachfrage nach Energie gearbeitet. Wir lokalisiert alle wichtigen Quellen und Nutzung von Energie und wir schauten uns Möglichkeiten, die Sie möglicherweise zu sparen – wir schauten uns Art und Weise Sie könnte Rückgang unserer Schwachstellen durch die Quellen der Energie, die wir haben. Ich denke, dass ich einen Unterschied gemacht haben, durch die Konzentration auf Umweltfragen, sei es die Gesundheit der Ökosysteme oder sei es die Änderungen in unserem Klima. Ich glaube, ich habe auch einen Unterschied in einige der Sicherheitsprobleme gemacht, denen wir gegenüberstehen. Ich habe mit einer Menge von Regierungsbehörden, zuletzt die Federal Emergency Management Agency, gearbeitet, die mit Katastrophen wie den Hurrikans, die wir gerade erlebt, Erdbeben und anderen Katastrophen betroffen ist. Ich arbeite auch mit der Küstenwache auf die Erhaltung der Fischbestände vor der Küste des Nordostens. Die meisten Menschen erkennen nicht, dass die Küstenwache geht es um Dinge wie die Gesundheit der Fischerei, sie denken, dass die Küstenwache ist nur einer Strafverfolgungsbehörde. Ich habe auch mit der Coast Guard hilft ihnen herauszufinden, wie um Geld zu sparen, indem ihre Mittel besser gearbeitet. Zum Beispiel wie viele Boote verschiedener Arten brauchen sie und wohin legt man sie?

Wir haben auch mit der National Football League an Stadionsicherheit gearbeitet hat, und das eine Menge Spaß. Die meisten Menschen erkennen nicht, dass es möglicherweise mehr als 30 verschiedene Agenturen, die beteiligt sind, dafür zu sorgen, dass die Stadien, die sie eingeben, nachdem sie ein Ticket kaufen, die sicher sind. Und es gibt eine Menge Mathematik, beteiligt. Wir haben modelliert, wie Sie eine Stadion zu evakuieren – einige unserer Modelle wurden tatsächlich verwendet, wenn in einem nationalen Stadion gab es ein Gewitter – und wir haben modelliert, wie Sie Menschen das Stadion betreten, um sicherzustellen, dass sie nicht in etwas bringen überprüfen, die jemanden verletzen könnte. Es hat tatsächlich Spaß gemacht, denn es mir diese große, interessante Bekanntschaften zu bekommen und ich habe tatsächlich auf eine Super-Bowl-Ring als Ergebnis versuchen hat. Wir arbeiteten auch mit der NBA, der National Hockey League und Major League Baseball. Ich hätte nie gedacht, wie ein Kind – und ich mochte Sport –, dass ich, diese Dinge zu tun, als ein Mathematiker bekommen wollte.

Wer hat den größten Einfluss auf Ihr Denken als Forscherin hatte?

Nun, muss ich sagen in den verschiedenen Phasen meiner Karriere, unterschiedliche Menschen haben. In der Schule hatte ich ein paar der Professoren, die sehr, sehr einflussreich in meinem Leben waren. Einer von ihnen war John Kemeny. John Kemeny war ein ungarischer Flüchtling, der seine Post-Doc-Praktikum mit Albert Einstein. (Nebenbei bemerkt erzählte er eine Geschichte wie wenn er seiner Frau den Hof war, war der Schlüssel zu ihr auf ein Datum, um Einstein zu erfüllen.) Also, ich war glücklich genug, um John Kemeny zu treffen, wenn ich nur ein College-Neuling war, und ich meine senior These unter seiner Leitung habe. Und er stellte mir eine Menge wirklich interessante Ideen. Ich habe auch ein Professor als Student, Bob Norman, wer derjenige war, der mich zu Mathematik und Sozialwissenschaften eingeführt. Ich habe nie realisiert, bis ich Professor Norman traf, dass es ein Weg, mit denen Sie Mathematik verstehen, Verhalten, und Sie konnte verstehen, wie Menschen lernen und konnte Sie verstehen, wie Menschen auf der Welt um sie herum, die Dinge beziehen, die sie wahrnehmen. Ich habe nie verstanden, wie Neurowissenschaften relevant sein könnten, so gab es all diese Dinge, die ich auf diese Weise gelernt. Er wurde ein guter Freund. Er kam zu meiner Hochzeit und in der Tat, ich bin noch in Kontakt mit ihm und er und ich reden immer noch über die Mathematik der Abstimmung und die Mathematik der wie Gruppen Entscheidungen treffen. Als ich vor dem Abschluss an der Stanford University, machte Professor Kemeny mich mit Patrick Suppes. Patrick Suppes war ein wirklich interessanter Typ, denn nicht nur war er Professor für Psychologie und Professor für Philosophie, sondern er war auch Professor für Statistik und ein Professor für Erziehungswissenschaften. Und er lief am Institut für mathematische Studien in den Sozialwissenschaften. Also ging ich dort teilweise Professor Suppes entgegen. Ich traf ihn, kurz nachdem ich kam und er hatte sicherlich einen großen Einfluss auf mich wegen der Vielfalt der Dinge, die, denen er interessiert war. Er hat mir einige sehr interessanten Menschen, darunter R. Duncan Luce, ein Psychologe. Wirklich er war ein Mathematiker, der einen Abschluss in Mathematik hat aber er studierte Psychologie und ich landete dabei ein Postdoc-Stipendium mit ihm. Er verstarb vor kurzem, leider. Er hatte einen enormen Einfluss auf meine Art zu denken.

Was ist mit Ihrem Bereich oder als Forscher tun Sie denken würden die meisten Leute überraschen?

Nun, ich denke, was Leute überraschen würde ist die Vielfalt der Dinge, dass Mathematik brauchbar und nützlich ist. Die meisten von uns haben studiert Mathematik, wenn sie ein Kind und Sie denken, es geht um Zahlen und Sie denken, es geht um Addition und Multiplikation und Division und Subtraktion. Sie können lernen, ein wenig Algebra und Geometrie, aber Sie nicht wirklich mit was es gut für ist eine Verbindung herstellen. Eines der Dinge habe ich in bekommen, und ich denke, das ist sehr wichtig, ist ein Versuch zu sehen, dass die Welt sehr vernetzt ist, soweit alle Felder der Wissenschaft und Mathematik gehen. Also, fangen wir an multi-disziplinäre Ansätze für die Probleme der Wissenschaft zu sehen. Und wir haben begonnen, ein Projekt, das ich sehr begeistert bin, die ist es, diese Ideen für Schüler an weiterführenden Schulen einzuführen. Das Beispiel in diesem Projekt ist die Verbindung zwischen Biologie und Mathematik, und ich denke, dass es die meisten Kinder in der High School überraschen würde, dass Mathematik nützlich für Biologie. Und ich denke, dass es Sie überraschen würde, ob Sie Mathe oder Bio interessiert waren, dass eine Verbindung besteht. Was wir getan haben ist in Mathe und Bio-Klassen zu gehen und führen sie in Gewusst wie: verwenden Sie Math in der Ökologie und wie man Mathematik verwenden, um das menschliche Genom und Genetik verstehen und wie Sie Mathematik verwenden, um die Ausbreitung von Krankheiten und Epidemien zu verstehen. Es ist schon bemerkenswert wie Personen darauf verwandt haben. Die erste Reaktion, als, die wir ankamen, wurde von Kindern in der Math-Klasse, "Are you kidding me? "Wir gehen hier Bio zu tun?" Und wir haben die gleiche Art von Reaktion von Kinder in der Bio-Klasse; "Ich dachte, Mathe in der Math-Klasse war? "Was tun wir mit Gleichungen?" Aber dann öffnet es wirklich ihre Augen vor der Tatsache, dass Sie Biologie besser verstehen können, wenn Sie einige mathematische Wissen und Sie Mathematik mehr wirklich dankbar können, wenn Sie sehen, dass es nützlich für Bio.

Wenn Sie nur eine Sache von Ihrem brennenden Büro oder Labor retten könnten, was wäre das?

Zu diesem Zeitpunkt in meinem Leben, wahrscheinlich mein Laptop. Ich Reise viel in Verbindung mit dem, was ich tue, und so habe ich fast mein ganzes Leben genau dort auf, dass der Laptop, den größten Teil meiner wissenschaftlichen Lebens.

Welche Musik spielen Sie in den meisten Fällen in Ihrem Labor oder im Auto?

Ich neige nicht zu musizieren oder in meinem Labor als auch in meinem Auto. Ich höre die Nachrichten im Auto. Wenn ich Musik spielten, wäre es wahrscheinlich Country-Musik. Ich würde auch vielleicht einige Oldies, spielen, gehen wir zurück als ich ein Kind war.

Anmerkung der Redaktion: Die Forscher in den ScienceLives Artikeln dargestellt wurden unterstützt durch die National Science Foundation , die Bundesagentur mit der Finanzierung von Grundlagenforschung und Ausbildung in allen Bereichen der Wissenschaft und Technik beauftragt. Meinungen, Erkenntnisse und Schlussfolgerungen oder Empfehlungen ausgedrückt in diesem Material sind die des Autors und spiegeln nicht unbedingt die Ansichten von der National Science Foundation. Siehe die ScienceLives Archiv.