Risikomathematiker Das Orakel von London

Manchmal werden Mathemathematiker als Hellseher eingestellt. Gordon Woo berechnet mit Hilfe der Spieltheorie, wo Terroristen als nächstes zuschlagen werden.

Dirk Schneider hat für diesen Artikel den Matheon-Medienpreis 2007 gewonnen. (Anm. d. Red.)

Das hatte ihm niemand gesagt, damals, als Gordon Woo nach Cambridge ging, um Mathematik zu studieren. Dass er eines Tages den großen Weltterroristen spielen würde. Ausgerechnet der friedliebende Gordon mit den schmalen Schultern, der so oft auf den Boden schaut, wenn er spricht. Mathematik war doch die Sache mit den Zahlen.

Und nun sitzt Gordon Woo, längst promoviert, in seinem Londoner Büro, das man nur nach dreifacher Sicherheitskontrolle erreicht, vorbei am strengen Empfang, hinauf in die erste Etage mit einem abschließbaren Fahrstuhl, dann durch eine Panzerglastür – sitzt da vor Stadtplänen von London und New York und spielt den Osama bin Laden: Wo schlage ich als Nächstes zu? Wie maximiere ich den Schaden? Welches Risiko soll ich eingehen? Wie gut sind die Gebäude geschützt? Wann ziehe ich mich zurück?

Hunderte Varianten hat Woo durchgespielt – nüchtern, kühl, generalstabsmäßig. »Denn eines ist klar«, sagt Woo, »Osama bin Laden denkt strategisch.« Zum Glück. Denn das mache ihn berechenbar.

Gordon Woo ist Risikomathematiker, und das makabre Rollenspiel Teil seines Jobs. Katastrophen aller Art sind sein Spezialgebiet. Für seinen Arbeitgeber, das Unternehmen Risk Management Solutions (RMS) aus dem amerikanischen New Jersey, hat er schon viele potenzielle Tragödien in Formeln gefasst: An Erdbeben tastet er sich mit Statistik heran, Hurrikans spürt er mit Wahrscheinlichkeitsrechnung nach, Pandemien berechnet er mit Ereignisbaum-Analysen, in denen jeder Kranke seine Nächsten umhaut wie ein Stein den nächsten im Domino.

Manche von Woos Modellen nutzt RMS selbst, andere werden an Versicherer, Banken und Handelsunternehmen verkauft. Derzeit arbeitet Woo an einem Modell, mit dem sich möglichst genau kalkulieren lässt, wie gefährlich die islamischen Terroristen sind, und vor allem, welchen Schaden sie an welchen Gebäuden anrichten können. Für Versicherer sind solche Daten Gold wert. Bislang können viele Versicherungen Terrorschäden nur schätzen. Zu unkalkulierbar erscheinen die Risiken. Gordon Woo soll das ändern.

Mathematik, das zeigt dieses Beispiel, ist tief in die Alltagswelt eingedrungen. Mit Algebra und Zahlentheorie werden Kreditkarten kodiert und Internetsuchmaschinen programmiert. Mathematiker analysieren Luftströmungen von Karosserien und arbeiten in Logistikunternehmen. Selbst Stresstests und Risikoanalysen sind ohne höhere Mathematik nicht denkbar. Und in der Finanzmathematik gehören statistische Expertisen zum Einmaleins: Wie hoch etwa ist die Gefahr, dass ein Unternehmer Insolvenz anmeldet und seiner Bank den geliehenen Kredit nicht zurückzahlen kann? Ein Wirtschaftsstudium reicht nicht aus, diese Frage zu beantworten, hier sind Experten wie Gordon Woo gefragt.

»Unser Beruf hat sich in den vergangenen 25 Jahren komplett verändert«, sagt Günter Ziegler, Professor für Mathematik an der Technischen Universität Berlin und Präsident der Deutschen Mathematiker-Vereinigung. So arbeiteten Mathematiker nicht mehr nur als Forscher, Lehrer oder in Versicherungen, sondern auch in großen Ingenieurbüros, in der Luft- und Raumfahrt, in Zeitarbeitsfirmen, im Kreditwesen und vor allem in der Informatikbranche. Dabei gibt es den Mathematiker schlechthin ebenso wenig wie das Mathematikstudium: Neben der klassischen Mathematik haben sich an den Universitäten allerlei Spielformen wie Techno-, Wirtschafts- und Computermathematik etabliert.

Früher war eine Professur die Krönung der Karriere. Auch Gordon Woo hoffte auf solche Würden, als er mit dem Studium begann. Er studierte Mathematik erst in Cambridge, dann am Massachusetts Institute of Technology. Schließlich promovierte er an der Harvard University in Theoretischer Physik. Doch dann machte ihn Ed Witten, einer der brillantesten Mathematiker weltweit, auf die Risikomathematik aufmerksam. Woo begann Naturkatastrophen zu studieren und heuerte bei RMS an. »Ich wollte einen gewissen Einfluss auf die Welt haben«, sagt er.

Heute ist eine Karriere an der Universität oft nur die zweite Wahl. Es sei schwerer geworden, gute Doktoranden zu finden, klagt Rolf Jeltsch, Mathematikprofessor an der ETH Zürich und Vorsitzender der Gemeinschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik. Die besten Studenten hätten schon vor ihrer Abschlussprüfung eine Stelle.

»Die arbeitslosen Mathematiker, die es in Deutschland gibt, passen in einen Bus«, behauptet gar Günter Ziegler. Der Bus müsste recht groß sein, aber gemessen an der Arbeitslosenquote anderer akademischer Disziplinen, geht es Mathematikern tatsächlich sehr gut. So zählte das Statistische Bundesamt zuletzt rund 52000 Erwerbstätige mit einem Studienabschluss in Mathematik, die Bundesagentur für Arbeit führt nur 1909 arbeitslose Mathematiker in der Statistik – Tendenz sinkend. Die Zahl der Studienanfänger steigt drastisch, von 5500 vor zehn Jahren auf derzeit über 11000. Nicht alle schließen allerdings ihr Studium ab, letztes Jahr waren es knapp 2500.

Für das Berufsleben sei entscheidend, dass man im Studium analytisch und abstrakt zu denken gelernt habe, sagt Gordon Woo. Und dann hängt viel von der Fantasie ab. »Die Google-Gründer haben mit einfacher Algebra Milliarden gemacht.«

Kurz nach den Anschlägen am 11. September widmete sich Woo dem Terrorismus. Er fand sich allein unter Sozialwissenschaftlern wieder, darunter Politologen, Historiker, Soziologen. Aber den Pluralismus war er gewohnt. »Mein Vater arbeitete an der chinesischen Botschaft in London, mein Großvater – ein Mandarin – öffnete den Frauen in China das Schulwesen, meine Mutter war lutherische Chinesin.«

Terror- und Islamexperten erzählten ihm alles, was sie über al-Qaida und andere terroristische Vereinigungen wussten. Seit wann es sie gibt, wo sie sich aufhalten, wie sie sich organisieren, woran sie glauben, wie es ihnen gelang, die Attentate durchzuführen, welche Waffen sie benutzten. Woo studierte Statistiken über die Stärke der Organisationen, führte Tabellen mit den Waffen und notierte weitere Anschläge auf Karten. Welcher Logik folgten die Islamisten? Mit welchen Maßnahmen reagierten die angegriffenen Staaten?

Woo war nicht der Erste, der im Modell Gut gegen Böse antreten ließ. Schon vor 50 Jahren hatten Mathematiker an der amerikanischen Rand Corporation den Kalten Krieg an einfachen Fallbeispielen simuliert. Es war die Geburt der Spieltheorie. Heute baut Woo auf diesen Arbeiten auf. Spieltheorie deshalb, weil sich viele Konflikte als einfache Spiele darstellen lassen, in denen die Teilnehmer zum Beispiel je nach Spielzug einen bestimmten Geldbetrag an ihren Gegner verlieren oder gewinnen. Unter der nicht unumstrittenen Annahme, dass alle Spieler streng rational handeln und ihren Gewinn maximieren wollen, können Mathematiker dann ausrechnen, ob ein Konflikt eskalieren wird oder – wie im Kalten Krieg – zu einem gegenseitigen Belauern führt. Außerdem können sie aus ihren Simulationen Gewinnstrategien ableiten.

Mit Hilfe der Spieltheorie werden heute Unternehmensübernahmen oder Versteigerungen, darunter auch Onlineauktionen, geplant. Gordon Woo verwendet die Theorie für seine Terrorismusanalysen, weil er sicher ist: Auch al-Qaida handelt rational. Das Ziel eines Terroranschlags wird nach der größtmöglichen Symbolkraft ausgesucht. Doch je höher der potenzielle Schaden, desto besser sind die Ziele in der Regel auch geschützt. Also müssen Terroristen – auch wenn sie nicht Mathematik studiert haben – Kosten und Nutzen gegeneinander abwägen. Ihr Antrieb ist weniger religiöser Wahn als nüchternes Kosten-Nutzen-Kalkül.

Genau das beobachteten Woo und seine Mitarbeiter, als sie ihre Computer mit immer neuen Daten fütterten und mögliche Spielzüge der Terroristen simulierten: Die Staaten verstärkten ihre Sicherheitsmaßnahmen und bauten ihre Geheimdienste aus. In der Folge seien seit 2001 etwa 90Prozent der geplanten Anschläge aufgedeckt worden, sagt Woo, lediglich 10 Prozent seien aus Sicht der Terrororganisation noch erfolgreich gewesen, etwa die in Madrid oder London.

Je besser sich ein Staat schützte, desto schwieriger wurde es für al-Qaida, ihn zu attackieren – eine Relation, die das Computerprogramm berücksichtigen musste. Die Terroristen begannen auf Ziele auszuweichen, die zwar weniger spektakulär, aber auch weniger gut gesichert waren. Im Jahr 2003 bombardierte al-Qaida in Istanbul das relativ unbewachte britische Konsulat statt der massiv bewehrten US-Botschaft. »Terroristen sind wie das Wasser«, sagt Woo, »sie suchen sich den einfachsten Weg zum Ziel.«

Aus seinen akribischen Analysen kann Woo für jedes prestigeträchtige Gebäude in Metropolen wie London und Manhattan eine Gefährdungswahrscheinlichkeit ermitteln. Die Stadtpläne hängen in seinem Büro. Potenzielle Ziele hat er mit roten Punkten markiert. Manhattan und London sind nun derart gesprenkelt wie sonst die Kölner Innenstadt zur Karnevalszeit mit Konfetti. Regierungsbüros, die Börse, Flughäfen und zentrale Plätze sind mit Punkten versehen. Weltweit hat RMS 3400 Punkte auf digitalen Stadtplänen verteilt. Woo schätzt, dass 80 Prozent der Angriffe sich auf 20 Prozent potenzieller Ziele konzentrieren. »Entscheidend ist, dass das Gebäude in einer bekannten Stadt liegt, die Sicherheitsmaßnahmen nicht zu hoch sind und die Logistik für einen Angriff nicht zu aufwendig ist.«

Und dann schweigt er. Über die Einzelheiten seiner Software mag er nicht viel mehr verraten, das ist Betriebsgeheimnis. Sein Arbeitgeber hält ein Patent auf einen sogenannten Spider-Algorithmus, eine Software, die wie eine Spinne über virtuelle Karten krabbelt und dabei gefährdete Orte entdeckt. Zudem hat das Unternehmen die Rechte an Programmen, mit denen Katastrophen im Detail durchgespielt werden können: vom Selbstmordanschlag bis zur schmutzigen Bombe. Herzstück der Software, die ständig aktualisiert wird, ist die von Woos Team entwickelte Variante der Spieltheorie, mit der Versicherungen ihre Prämien kalkulieren können.

Doch die Variablen ändern sich ständig: Je besser sich der Westen schützt, desto eher weichen die Terroristen – in der Theorie – auf andere Länder aus, etwa auf nordafrikanische. Und so beobachtet Woo zurzeit, wie al-Qaida wie ein fast geschlagener König auf dem Schachbrett von einem Land zum nächsten zieht. Gordon Woo wird den Terroristen folgen.

Weitere Informationen im Internet
mathematik.de: Deutsche Mathematiker-Vereinigung
Austauschplattform der International Mathemathical Union
Informationsseite der European Mathematical Society
American Mathematical Society
Deutsche Mathematiker Vereinigung
Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik e.V