Den Fundamenten der Wissenschaft auf den Grund gehen – mit Sebastian Krapp
Sebastian Krapp widmet sich gerne intensiv den wissenschaftlichen Grundlagen. Als neu ernannter Dozent für mathematische Grundlagen der Sprache an der Universität Zürich sowie Mitglied des NFS Evolving Language, erbringt er fundierte Nachweise für die Konzepte in den NFS-Forschungsprojekten. Sein Werdegang verdeutlicht eindrucksvoll die zentrale Bedeutung interdisziplinärer Zusammenarbeit, um wissenschaftliche Fragestellungen in ihrer ganzen Komplexität zu erfassen.
Von der reinen Mathematik…
Sebastian Krapp hatte schon immer eine Gabe für Mathematik. Als er das Gymnasium abschloss, überzeugte ihn ein Lehrer, dieses Fach an der Universität Oxford zu studieren. Dort entdeckte er die Algebra und die reine Mathematik. „Ich konnte nicht aufhören, den Dingen auf den Grund zu gehen, und so kam ich schliesslich zur mathematischen Grundlagenforschung und Logik“, erklärt er. „Das Einzige, was noch tiefergehend sein könnte, wäre die Philosophie“, fügt er scherzhaft hinzu.
Nach seinem Masterabschluss kehrte er nach Deutschland zurück, um in Konstanz in Modelltheorie zu promovieren. Das deutsche Hochschulsystem kam ihm entgegen, da es ihm ermöglichte, sofort auf Universitätsniveau zu lehren, was ihm gefiel.
Die beruflichen Möglichkeiten in der Grundlagenmathematik sind jedoch rar, aber glücklicherweise wurde bei seiner Doktormutter unmittelbar nach seiner Promotion eine Stelle als Postdoc frei, die er ergattern konnte. Vier Jahre lang beschäftigte er sich mit Logik und erforschte andere Wissenschaftsbereiche, um seinen Horizont zu erweitern. Eines seiner grossen Projekte befasste sich mit den Grundlagen der künstlichen Intelligenz. „Das war noch bevor das Thema angesagt war!“, sagt Sebastian rückblickend, „Obwohl es in der Wissenschaftsgemeinde natürlich schon auf dem Vormarsch war.“
Er beschäftigte sich unter anderem mit Konzepten wie Definierbarkeit, also der Fähigkeit, ein mathematisches Konzept, wie beispielsweise eine Zahlenmenge, in einfacher Sprache auszudrücken. Obwohl manche Mengen sehr einfach erscheinen, sind sie tatsächlich unmöglich zu beschreiben, wie etwa Intervalle von Unendlichkeiten.
Dozent Sebastian Krapp © Universität Zurich
…zur Sprachforschung
Was hat aber grundlegende Mathematik mit Sprache zu tun? Sebastian Krapp meint dazu lachend „Angesichts meines Hintergrunds in reiner Mathematik ist es schon etwas seltsam, wo ich gelandet bin“. Aber Mathematische Logik befasst sich im Allgemeinen auch mit der formalen Beschreibung abstrakter Sprache, was Satzstellung und Bedeutung von Wörtern einschliesst.
Auf die Frage, was ihn auf diesen Weg gebracht hat, erinnert er sich, dass er „ungefähr um die Jahre 2021/2022 herum von einer Studentin, die später seine Doktorandin wurde, in das Thema der formalen Sprachtheorie eingeführt wurde“. Sie bat ihn damals um Rat für ein Thema für ihre Masterarbeit an der Schnittstelle zwischen mathematischer Logik, Algebra und theoretischer Informatik. „Ihre Masterarbeit zeigte beispielhaft eine überraschende Verbindung, zwischen zwei relativ weit voneinander entfernten Bereichen: der formalen Sprachtheorie und der Algebra, die sich beide mit formalen abstrakten Objekten befassen.“
Als Dozent für mathematische Grundlagen der Sprache schloss er sich dem NFS Evolving Language an, einem Schlüsselprojekt des Instituts für interdisziplinäre Sprachentwicklung (ISLE) an der Universität Zürich. Dass Forschende aus anderen Fachbereichen, insbesondere aus den angewandten Wissenschaften, die Bedeutung dieser mathematischen Grundlagen verstehen, sei alles andere als selbstverständlich. «Ich habe das Glück, Teil des ISLE zu sein, einer avantgardistischen Institution, die sich für die Erforschung der Grundlagen der Sprache einsetzt und neue Modelle entwickelt», bemerkt Krapp.
Arbeiten im NFS Evolving Language
Das erste Projekt als Dozent in seiner neuen Position im Sprachbereich hing mit der Arbeit von Prof. John Mansfield zusammen. Mansfield hatte ein Computermodell entwickelt, das erklären konnte, wie die Wortstellung in einer Nominalphrase bestimmt wird. Es handelte sich hierbei um eine mögliche Erklärung, da die Simulationen die Realität wiedergeben konnte. Allerdingsfehlte ihm noch ein Nachweis, dass dass dieseIdee, undMethode auf soliden theoretischen Mechanismen basiert. „Hier kam ich ins Spiel“, sagt Krapp. „Man beginnt mit dem ersten Prinzip und führt dann den Algorithmus auf einem Blatt Papier aus, mit dem Ziel zu beweisen, dass die in den Simulationen gemachten Beobachtungen mathematisch korrekt sind.“
Sebastian Krapp ist derzeit an vielen NFS-Projekten beteiligt, darunter auch am Workpackage “Hierarchy”. Eine Hierarchie ist ein abstraktes Konstrukt, für das es keine einheitliche Definition gibt. “Wir wollen mathematisch definieren, was eine Hierarchie ist, um damit gleiche Wettbewerbsbedingungen zu schaffen und Meinungsverschiedenheiten unter Wissenschaftlern zu klären”, erläutert er.
Er begleitet auch viele Doktorierende, damit sie einen Nachweis für das Konzept in ihrenProjektenfinden können. Vor kurzem hat er seine eigene Gruppe gegründet und seine erste PhD Studentin willkommen geheissen! Sebastian Krapp kommentiert “Ich mag auch den managementbezogenen Aspekt der Forschung, wie zum Beispiel das Verfassen von Anträgen für finanzielle Zuschüsse. Ich finde es bereichernd zu sehen, dass Forschende dank meiner Arbeit ihre eigenen Projekte realisieren können”.
Der Mathematiker gegen den Rest der Welt
Sebastian Krapp steht im NFS Evolving Language mit Forschenden aus verschiedenen Bereichen in Kontakt. Wie er jedoch sagt, ist „die reine Mathematik normalerweise ein isoliertes Gebiet und es ist üblich, dass Mathematiker in ihrer eigenen komplizierten Welt leben und keinen Kontakt zur Aussenwelt haben. Ich denke, dass dadurch viel Potenzial verloren geht.“ Forschende, die sich mit grundlegender Mathematik beschäftigen, sind sich oft nicht bewusst, dass sie in der interdisziplinären Forschung nützlich sein können. Das liegt in der Regel daran, dass Mathematiker*innen glauben, die Zusammenarbeit mit anderen Fachbereichen bringe ihrer eigenen Arbeit nicht so viel wie den anderen. „Es gibt aber einen Weg, bei dem beide Seiten profitieren können und ich möchte zeigen, dass es dieser keine Einbahnstrasse ist“, erklärt Krapp. In den nächsten Jahren möchte er die Mathematik gerne näher an das ISLE heranführen.
Interdisziplinäres Arbeiten bringt natürlich auch Schwierigkeiten mit sich, da jedes Fachgebiet seine eigene Kultur hat. Sebastian Krapp missfällt beispielsweise die Publikationskultur einiger anderer Fachgebiete. Die Grundlagenmathematik folgt hier dem Vorbild der klassischen Geisteswissenschaften, wo der Publikationsprozess für einen Artikel Jahre dauern kann, sodass genügend Zeit für eine gründliche Begutachtung und Überarbeitung bleibt. „In einigen der im NFS vertretenen Disziplinen herrscht jedoch ein externer Druck, möglichst schnell zu publizieren“, sagt der Forscher. „Das entspricht aber nicht meiner Vorstellung von Wissenschaft.“
Sebastian Krapp setzt sich auch gerne mit der Realität ausserhalb der Universität auseinander. „Einer der Hauptgründe, warum mir meine Arbeit so viel Spass macht, ist, dass ich mich mit Wissenschaftskommunikation beschäftige“, sagt er. „Und wenn mich etwas begeistert, spreche ich gerne mit anderen darüber!“ So organisierte er beispielsweise selbst Informationsveranstaltungen an Schulen. Viele hätten diese Entscheidung in Frage gestellt, erinnert er sich – aber für ihn ist die Öffentlichkeitsarbeit lohnenswert, insbesondere weil so viele Menschen negative Erfahrungen mit Mathematik gemacht haben und er auf diesem Weg seine Begeisterung teilen kann.
