Bruno Brosowski

Bruno Brosowski (* 14. Dezember 1930; † 15. September 2014) war ein deutscher Mathematiker und Hochschullehrer, der sich vor allem mit der angewandten Analysis, der Optimierung und der mathematischen Physik beschäftigte.

Werdegang

Seine akademische Ausbildung schloss Brosowski 1964 mit der Promotion an der Ludwig-Maximilians-Universität München ab. Seine Dissertation über Polynome geringster Abweichung entstand unter der Betreuung von Erich Martensen und Erhard Heinz.[1] Bereits zwischen 1960 und 1969 war er als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Max-Planck-Institut für Astrophysik in München unter der Leitung von Ludwig Biermann tätig.[2] Dort befasste er sich unter anderem mit der mathematischen Modellierung physikalischer Prozesse.[3]

Zum 1. Oktober 1969 folgte Brosowski einem Ruf an die Georg-August-Universität Göttingen. Dort übernahm er den neu eingerichteten Lehrstuhl für Numerische und Angewandte Mathematik und war am Aufbau des heutigen Instituts für Numerische und Angewandte Mathematik (NAM) beteiligt. Von 1970 bis 1975 war er zudem wissenschaftlicher Geschäftsführer der neu gegründeten Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG).[2] In dieser Funktion setzte er sich für den Ausbau der Hardware-Infrastruktur sowie für die Förderung der computergestützten Forschung ein. Nachdem seine Pläne zur Einführung eines eigenständigen Studiengangs der Informatik an der Universität Göttingen keine Zustimmung gefunden hatten, verließ er die Universität 1975[4] und folgte einem Ruf auf eine Professur für Informatik an der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main.[5]

In Frankfurt gehörte er zu den Gründungsmitgliedern des Instituts für Informatik[5] und war ab 1977 am Aufbau des Studiengangs der Theoretischen Informatik beteiligt. Ungeachtet seiner Tätigkeit in der Informatik setzte er seine Forschung auf den Gebieten der Approximationstheorie und der parametrischen Optimierung bis zu seiner Emeritierung fort und veröffentlichte hierzu zahlreiche wissenschaftliche Arbeiten.[2]

Forschungsschwerpunkte

Das wissenschaftliche Werk von Bruno Brosowski zeichnete sich durch eine enge Verknüpfung von abstrakter mathematischer Strukturtheorie und anwendungsorientierter Numerischer Mathematik aus.[2] Seine Arbeiten lieferten Beiträge zu drei zentralen, ineinandergreifenden Fachgebieten: der Approximationstheorie, der parametrischen und semi-infiniten Optimierung[6] sowie den mathematischen Methoden der Physik.[7]

Approximationstheorie

In seinen frühen Forschungsjahren widmete sich Brosowski intensiv der Approximationstheorie, die sich mit der bestmöglichen Annäherung komplexer mathematischer Funktionen durch einfachere, computerlesbare Ausdrücke (wie Polynome) befasst. Ein Meilenstein war seine Monografie Nicht-lineare Tschebyscheff-Approximation (1968).[8] Während die lineare Approximation zu diesem Zeitpunkt bereits gut verstanden war, stieß die mathematische Praxis bei realen Problemen oft auf hochgradig nicht-lineare Zusammenhänge. Brosowski leistete einen Beitrag, indem er geometrische und topologische Kriterien entwickelte, um die Existenz und Eindeutigkeit einer optimalen Annäherung (der sogenannten „besten Approximation“) in abstrakten Räumen nachzuweisen. Gemeinsam mit Rudolf Wegmann führte er die sogenannten Kolmogorov-Mengen (in der modernen Literatur oft als Strict Protosuns bezeichnet[9]) in die mathematische Fachwelt ein.[10][11]

Seine geometrischen Kriterien verallgemeinerten das klassische Kolmogorov-Kriterium. Sie erlaubten es Mathematikern erstmals, die Stabilität und Konvergenz von numerischen Approximationsalgorithmen mathematisch exakt zu beweisen. Dies schuf das theoretische Fundament dafür, komplexe kontinuierliche Kurven, wie sie heute im computergestützten Design (CAD) oder bei der digitalen Signalverarbeitung verwendet werden, präzise und fehlerberechenbar in diskrete Datenpunkte zu übersetzen.[12][13]

Parametrische und semi-infinite Optimierung

Ab den späten 1970er-Jahren verlagerte Brosowski seinen Schwerpunkt auf die mathematische Optimierung, wobei er die Brücke zur Approximationstheorie schlug. Er gilt als einer der Wegbereiter der Parametrischen semi-infiniten Optimierung, ein Feld, das er maßgeblich durch sein Standardwerk Parametric Semi-Infinite Optimization (1982) prägte.[14] Bei gewöhnlichen Optimierungsproblemen ist die Anzahl der Bedingungen (Restriktionen) endlich. Semi-infinite Probleme hingegen besitzen eine endliche Anzahl an Variablen, aber unendlich viele Nebenbedingungen (beispielsweise wenn eine Bedingung für jeden einzelnen Zeitpunkt eines kontinuierlichen Zeitintervalls gelten muss). Brosowski untersuchte primär die parametrische Variante: Wie verändern sich die optimale Lösung und der Zielwert, wenn sich die äußeren Parameter (wie Messdaten oder Umweltbedingungen) dynamisch verändern? Er bewies fundamentale Bedingungen für die Stetigkeit der sogenannten „Optimalmengen-Abbildung“ (darunter Kriterien für die Oberhalbstetigkeit)[14].[15]

Vor Brosowskis Arbeiten führte eine minimale Änderung der Eingangsparameter in unendlich-dimensionalen Systemen oft dazu, dass Berechnungsalgorithmen komplett kollabierten oder mathematisch unbrauchbare Sprünge machten (Instabilität). Seine theoretischen Stetigkeits- und Sensitivitätsanalysen bewiesen unter welchen exakten Bedingungen Systeme stabil bleiben. Seine Sätze zur punktweise konvexen Optimierung lieferten die theoretische Garantie, dass lokale Optimierungsalgorithmen auch bei unendlich vielen Nebenbedingungen globale Optima finden können.[14] Dies bildet das mathematische Rückgrat für moderne Ingenieursanwendungen, etwa bei der Echtzeit-Steuerung von Robotern[16] oder der Stabilitätsberechnung von Brücken unter variierenden Wetterlasten.[17]

Methoden der mathematischen Physik

Durch seine frühe Anstellung am Max-Planck-Institut für Astrophysik[2] bewahrte Brosowski zeitlebens ein tiefes Verständnis für die physikalische Anwendung der Mathematik. Zusammen mit seinem Doktorvater Erich Martensen begründete und verlegte er die renommierte Buchreihe Methoden und Verfahren der mathematischen Physik.[18]

Brosowski zeigte, dass sich bestimmte Klassen von Randwertproblemen der mathematischen Physik gewinnbringend als Aufgaben der semi-infiniten Optimierung formulieren lassen. Durch diesen theoretischen Ansatz konnten komplexe, analytisch schwer zugängliche Gleichungen numerisch stabiler behandelt werden. Seine mathematischen Beiträge zur Konvergenz und Stabilität dieser Verfahren halfen dabei, systematische Fehler (numerische Artefakte) bei computergestützten Simulationen mathematisch zu kontrollieren und zu minimieren.[19]

Hochschulpolitisches Wirken und Funktionen

Bruno Brosowski gehörte zu den Gestaltern und Modernisierern der frühen akademischen IT-Infrastruktur und der Informatik-Lehre in der Bundesrepublik Deutschland. Seine Aktivitäten beschränkten sich nicht auf die mathematische Theorie, sondern umfassten den Aufbau zukunftsweisender Institutionen und Studiengänge.[2][5]

Ab 1970 war Brosowski maßgeblich an den logistischen Planungen und der strukturellen Gründung der Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG) beteiligt. Er fungierte von 1970 bis 1975 – in Personalunion mit seiner Göttinger Professur – als deren allererster wissenschaftlicher Geschäftsführer.[2] Unter seiner Leitung wurde die GWDG als ein bundesweit neuartiges und wegweisendes Kooperationsmodell konzipiert. Als gemeinsame Einrichtung der Georg-August-Universität Göttingen und der Max-Planck-Gesellschaft bündelte sie die computergestützte Forschung sowie die Nutzung von Großrechnern institutionsübergreifend.[20][21] Brosowski setzte sich in dieser Rolle vehement für eine moderne Hardware-Ausstattung ein und etablierte das Rechenzentrum auch als eigene Stätte für die angewandte informationstechnische Forschung.[22]

Parallel dazu trieb er am Institut für Numerische und Angewandte Mathematik (NAM) in Göttingen gemeinsam mit seinem Professorenkollegen Rainer Kreß tiefgreifende technologische und strukturelle Reformen voran. Ziel war es, die angewandte Mathematik und die aufkommende Computerwissenschaft aus dem Schatten der klassischen, reinen Mathematik zu lösen und als gleichwertige Säulen an der Fakultät zu etablieren. Diese Modernisierungsbestrebungen wurden in damaligen Universitätskreisen scherzhaft als „BroKreßive Bemühungen“ bezeichnet.[4] Da die universitären Gremien in Göttingen seinen Plänen zur Einführung eines eigenständigen Informatik-Studiengangs letztlich nicht folgten, verließ Brosowski die Universität im Jahr 1975.[4][2]

An der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main fand er ab 1975 das passende Umfeld, um seine hochschulpolitischen Visionen umzusetzen. Er gehörte zu dem Kreis von Professoren, die das Frankfurter Institut für Informatik offiziell ins Leben riefen.[5] Gemeinsam mit seinen Kollegen Gerriet Müller, Joachim Niedereichholz und dem Kryptographen Claus-Peter Schnorr gestaltete er die institutionelle Architektur des Fachbereichs[5] und etablierte dort ab dem Wintersemester 1977/78 erfolgreich den neuen Studiengang der Theoretischen Informatik.[23]

Brosowskis wissenschaftsorganisatorische Lebensleistung und seine frühen Verdienste um den Forschungsstandort Göttingen wurden Jahrzehnte nach seinem Weggang auch offiziell gewürdigt: Im Jahr 2001 wurde er zum ordentlichen Mitglied der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen gewählt.[24] Darüber hinaus engagierte er sich überregional in wissenschaftlichen Gremien, unter anderem in der Gesellschaft für Angewandte Mathematik und Mechanik (GAMM),[25][2] und war als Beirat sowie Advisory Editor für renommierte internationale Publikationsreihen wie Mathematical Methods in Practice aktiv.[26]

Literatur

Lehrbücher

  • Nicht-lineare Tschebyscheff-Approximation (= BI-Hochschultaschenbücher. Band 808/808a). Bibliographisches Institut, Mannheim/Zürich 1968, DNB 456193798.
  • mit Rainer Kreß: Einführung in die numerische Mathematik (= BI-Hochschultaschenbücher. Band 202 und 211). 2 Bände. Bibliographisches Institut, Mannheim/Wien/Zürich 1975 und 1976.
  • Parametric Semi-Infinite Optimization (= Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Band 22). Peter Lang Verlag, Frankfurt am Main/Bern 1982, ISBN 3-8204-5730-5.

Als Herausgeber (Reihen und Tagungsberichte)

  • mit Erich Martensen (Hrsg.): Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Mehrbändige wissenschaftliche Buchreihe (erschienen ab 1969). Bibliographisches Institut, Mannheim, später Peter Lang Verlag, Frankfurt am Main, ISSN 0170-9321.
  • mit Joachim Wick (Hrsg.): Mathematical Methods of Plasmaphysics. Proceedings of a Conference held in Oberwolfach, September 16–22, 1979 (= Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Band 20). Peter Lang Verlag, Frankfurt am Main 1980, ISBN 3-8204-6165-5.
  • (Hrsg.): Approximation and Optimization in Mathematical Physics. Proceedings of the 10th Conference on Methods and Techniques of Mathematical Physics, held in Oberwolfach, November 23–29, 1980 (= Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Band 27). Peter Lang Verlag, Frankfurt am Main 1983, ISBN 978-3-8204-7631-6.
  • mit Erich Martensen (Hrsg.): Optimization in Mathematical Physics (= Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Band 34). Peter Lang Verlag, Frankfurt am Main 1987, ISBN 3-8204-9894-X.

Fachaufsätze

  • mit Rudolf Wegmann: Charakterisierung beste Approximationen in normierten Vektorräumen. In: Journal of Approximation Theory. Band 3, Nr. 4, 1970, ISSN 0021-9045, S. 369–397.
  • On Parametric Linear Optimization IV. Differentiable Parameter Functions. In: Recent Results in Stochastic Programming. Springer, Berlin/Heidelberg 1979, ISBN 978-3-642-51572-9, S. 31–39.
  • Parametric semi-infinite linear programming I. Continuity of the feasible set and of the optimal value. In: Mathematical Programming Study. Band 21, 1984, ISSN 0303-3929, S. 18–42.

Einzelnachweise

  1. Bruno Brosowski - The Mathematics Genealogy Project. Abgerufen am 13. Juli 2026.
  2. a b c d e f g h i Universität Göttingen: Geschichte der NAM. In: https://www.uni-goettingen.de/de/document/download/9e93c96704c6bb8825072fa56ecae650.pdf/20200518_NAM-geschichte06.pdf. Universität Göttingen, abgerufen am 13. Juli 2026.
  3. Rudolf Kippenhahn: Als die Computer die Astronomie eroberten. In: https://application.wiley-vch.de/books/sample/3527408207_c01.pdf. Karl Schwarzschild Lecture, abgerufen am 13. Juli 2026.
  4. a b c Rainer Kreß: Blick zur¨ uck auf 50 Jahre NAM. In: https://num.math.uni-goettingen.de/kress/fuenfzig.pdf. Universität Göttingen, abgerufen am 13. Juli 2026.
  5. a b c d e 40 Jahre Informatik: Jubiläumsfeier für eine Erfolgsgeschichte. In: Aktuelles aus der Goethe-Universität Frankfurt. 1. November 2017, abgerufen am 13. Juli 2026.
  6. Brosowski, Bruno, Martensen, Erich: Approximation & Optimization in Mathematical Physics. Hrsg.: Peter Lang. ISBN 3-8204-7631-8.
  7. Brosowski, Bruno und Erich Martensen: Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Hrsg.: Bruno Brosowski, Erich Martensen. Mannheim, Bibliographisches Institut.
  8. Bruno Brosowski: Nicht-lineare Tschebyscheff-Approximation. Hrsg.: BI Hochschultaschenbücher. Mannheim, Bibliographisches Institut, 1968.
  9. Alimov, Alexey R.: Strict Protosuns in Asymmetric Spaces of Continuous Functions. In: Results in Mathematics / Resultate der Mathematik. Vol. 78, 2023, ISSN 1422-6383.
  10. Bruno Brosowski, Rudolf Wegmann: Charakterisierung bester approximationen in normierten Vektorräumen. Hrsg.: Max-Planck-Institut für Physik und Astrophysik. 1969.
  11. Bruno Brosowski's research works | University Hospital Frankfurt, Frankfurt am Main and other places. Abgerufen am 13. Juli 2026 (englisch).
  12. W.S. Kafri: Phase and delay approximation for 1-D digital IIR filter in the L∞norm. In: Signal Processing. Band 57, Nr. 2, März 1997, ISSN 0165-1684, S. 163–175, doi:10.1016/S0165-1684(96)00193-4 (sciencedirect.com [abgerufen am 13. Juli 2026]).
  13. Charles K. Chui und Larry L. Schumaker (Hrsg.): Approximation Theory VIII (Band 1: An Introduction to Wavelets and Splines / Band 2: Wavelets and Multilevel Approximation). World Scientific Publishing, 1995.
  14. a b c Bruno Brosowski: Parametric Semi-Infinite Optimization. Hrsg.: Peter Lang GmbH. Internationaler Verlag Der Wissenschaften, 1982, ISBN 978-3-8204-5730-8.
  15. Marco López, Georg Still: Semi-infinite programming. In: European Journal of Operational Research. Band 180, Nr. 2, Juli 2007, ISSN 0377-2217, S. 491–518, doi:10.1016/j.ejor.2006.08.045 (sciencedirect.com [abgerufen am 13. Juli 2026]).
  16. Semi-Infinite Programming: Theory, Methods, and Applications. In: SIAM Review. doi:10.1137/1035089 (siam.org [abgerufen am 13. Juli 2026]).
  17. B. Brosowski, K. Ghavami: Multi-criteria optimal design of stiffened plates-II. Mathematical modelling of the optimal design of longitudinally stiffened plates. Hrsg.: Fachbereich Mathematik der Johann Wolfgang Goethe-Universität; Civil Engineering Department, Pontitcia Universidade Católica do Rio de Janeiro. 1997.
  18. Bruno Brosowski: Methoden und Verfahren der mathematischen Physik. Bruno Brosowski, Erich Martensen, abgerufen am 13. Juli 2026.
  19. B. Brosowski: A refinement of an optimality criterion and its application to parametric programming. In: Journal of Optimization Theory and Applications. Band 42, Nr. 3, 1. März 1984, ISSN 1573-2878, S. 367–382, doi:10.1007/BF00935322.
  20. Gesellschaft für wissenschaftliche Datenverarbeitung mbH Göttingen (GWDG). Abgerufen am 13. Juli 2026.
  21. GWDG - Göttingen Campus. Abgerufen am 13. Juli 2026.
  22. Georg-August-Universität Göttingen - Öffentlichkeitsarbeit: Geschichte des Instituts - Georg-August-Universität Göttingen. Abgerufen am 13. Juli 2026.
  23. Andrea Gerber: Jubiläumsfeier für eine Erfolgsgeschichte 40 Jahre Informatik Frankfurt werden mit einem Festakt begangen. In: UniReport-Ausgabe 5/2017. Präsidenten der Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, 2017, abgerufen am 13. Juli 2026.
  24. Holger Krahnke: Die Mitglieder der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen 1751–2001. In: Abhandlungen der Akademie der Wissenschaften zu Göttingen. Band 246. Vandenhoeck & Ruprecht, ISBN 978-3-525-82516-7.
  25. IM AUFTRAG DES VORSTANDES DER GAMM E.V.: PROF. DR.-ING. JÖRG SCHRÖDER UNIVERSITÄT DUISBURG-ESSEN PROF. DR. AXEL KLAWONN UNIVERSITÄT ZU KÖLN (Hrsg.): Rundbrief GESELLSCHAFT FÜR ANGEWANDTE MATHEMATIK UND MECHANIK. Band 1/2015.
  26. A. Belleni-Morante, A. C. McBride: Applied Nonlinear Semigroups: An Introduction (Wiley Series in Mathematical Methods in Practice.). Hrsg.: Wiley. ISBN 978-0-471-97867-1.

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