Erst Kinder, dann Karriere

Kathryn Hess ist Mathematikerin mit einem Fuss in den Neurowissenschaften

Ihre Lieblingszahl ist die 7, und ihr berufliches Leben dreht sich um Zahlen und Formen: Kathryn Hess lehrt und forscht an der École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) in der Topologie, dem mathematischen Teilgebiet der Formen und der Konnektivität. Als Mutter von vier Kindern hat ihre akademische Laufbahn einen eigenen, unkonventionellen Bogen.

Geboren im US-Bundesstaat Pennsylvenia, lebt Kathryn Hess seit 30 Jahren in der Schweiz und kann auf eine ebenso lange Karriere als Mathematikerin an der EPFL zurückblicken.
Bild: Matteo Caorsi

Als Kathryn Hess 1991 in die Schweiz kam, war sie 24 Jahre alt. Zwei Jahre zuvor hatte die gebürtige Amerikanerin am renommierten Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Cambridge (USA) in Mathematik promoviert, in einem Alter, in dem andere ihr Grundstudium beenden. Am MIT hatte die Forscherin auch ihren Mann kennengelernt, einen Schweizer, mit dem sie schliesslich in die Westschweiz zog, wo sie an der EPFL ihre neue akademische Heimat fand. In Lausanne wurde sie erst Assistentin, erhielt dann 1998 eine dauerhafte Anstellung, ein Jahr später folgte der Professorentitel. 2015 wurde sie assoziierte und 2019 schliesslich ordentliche Professorin. Kathryn Hess war jetzt 52 Jahre alt, ein relativ hohes Alter für diesen Karriereschritt.

Ein spezielles Karrieremuster

«Ich hatte einen ziemlich ungewöhnlichen Karriereweg», erzählt die Wissenschaftlerin im Videochat. Grund dafür sind die vier Buben, die sie zwischen 1992 und 2002 zur Welt brachte und dann mit ihrem Ehemann grosszog. Wenn man Kathryn Hess fragt, wie das Zurweltbringen von vier Kindern ihre akademische Karriere beeinflusst hat, dann bricht sie in ein heiteres Lachen aus, als wollte sie sagen: Da kann ich Ihnen aber einiges erzählen! Dann sagt sie: «Die vier Kinder haben bedeutet, dass ich in der Forschung für zehn oder fünfzehn Jahre sehr viel weniger produktiv war! Wenn Sie kleine Kinder haben und mit ihnen Zeit verbringen wollen, dann gibt es keinen anderen Weg, denn der Tag hat nur 24 Stunden.» Und nach einer Pause ergänzt sie: «Ich bedauere das überhaupt nicht!»

Doch das ist nur die eine Seite der ungewöhnlichen Uni-Karriere von Kathryn Hess. Denn als der jüngste Bub alt genug war, dass er nicht mehr so sehr die unmittelbare Aufmerksamkeit seiner Mutter brauchte, geschah etwas Unerwartetes: «Alle Energie für die Forschung aus diesen zehn, fünfzehn Jahren war in mir gespeichert, und diese Energie ist jetzt regelrecht explodiert. Es folgte eine unglaublich kreative und produktive Zeit», erinnert sich Kathrin Hess. Wer verstehen will, was sie meint, kann einen Blick in das CV der Forscherin werfen: Die Zahl der wissenschaftlichen Publikationen schiesst in die Höhe. Sie betreut in den folgenden Jahren gut 20 Doktorandinnen und Doktoranden und nochmals gut so viele Postdocs. Dazu hält sie 20 bis 30 Vorträge pro Jahr. All das neben der Lehrtätigkeit an der EPFL, wie sich versteht.

Erforschung von Homotopien

In den letzten Jahren hielt Kathryn Hess so viele Vorträge, dass sie die Einschränkungen der Corona-Pandemie schon fast schätzt. «Die ruhigeren Corona-Monate lassen mir Zeit zum Nachdenken, ich habe gute Fortschritte in verschiedenen Projekten erzielt», berichtet sie. «Oft hat man lange an einem mathematischen Problem gegrübelt, aber es fehlt noch das Schlüsselelement zu Lösung. Wenn ich mir dann eine Entspannung gönne, einen Spaziergang oder ein Essen, dann macht es plötzlich ‹Bumm!› – und die Lösung ist da!»

Wie diese Lösungen aussehen, ist für Nicht-Mathematiker nicht ganz einfach zu verstehen. Denn die Topologie, der Schwerpunkt von Kathryn Hess, wird an Schulen nicht unterrichtet. Die Topologie befasst sich unter anderem mit Homotopien, welche die kontinuierliche Verformung geometrischer Objekte mit beliebig vielen Dimensionen untereinander beschreibt. Die Topologie beschreibt solche Deformationen in mathematischer Sprache und formuliert die zugehörigen Gesetze, etwa die Notwendigkeit, dass jede kontinuierliche Verformung eines (aus Knete geformten) Donut exakt ein Loch hat. Das Loch ist eine ‹Invariante›, wie Mathematiker sagen, eine Eigenschaft, die sich bei der Verformung nicht ändert.

Anwendungen in den Neurowissenschaften

Bei der Untersuchung von Homotopien handelt es sich um ‹reine› Mathematik. Doch die mathematischen Beschreibungen haben handfeste praktische Anwendungen. Sie helfen beispielsweise in den Materialwissenschaften bei der Suche nach sogenannten nanoporösen kristallinen Materialien, die Treibhausgase besonders wirksam speichern. Ein Doktorand von Kathryn Hess nutzt topologische Methoden für die genetische Analyse von Krebszellen. Das Labor selber hat sich auf Anwendungen in den Neurowissenschaften spezialisiert: Unter anderem auf ihre Initiative ist hier in den letzten Jahren ein neues Forschungsfeld entstanden, das die Topologie zum Beispiel zur Beschreibung der Signalübertragung in Nervenzellen des Gehirns nutzt.

Dass Kathryn Hess heute über die Fachgrenzen hinweg agiert, erstaunt nicht. Schon im Alter von zehn Jahren hatte eine Faszination für Sterne und ihren Lebenszyklus entwickelt und wollte dann zunächst Astronomin werden. Während des Studiums wechselte sie dann zur Mathematik. Wie das kam, erzählte sie mal so: «Ich belegte einen Kurs für Elektrizität und Magnetismus bei der einzigen Professorin, die es damals im Fachbereich gab. Mitten im Semester rief mich die Professorin zu sich ins Büro und sagte mir, mein Erfolg im Physikkurs beruhe nach ihrer Wahrnehmung hauptsächlich auf meiner mathematischen Gabe, weniger auf einer guten Intuition für physikalische Sachverhalte. Mir wurde klar, dass sie recht hatte.»

Gute Inhalte gut vermitteln

Kathryn Hess war als Mädchen von ihren Eltern gefördert worden; nicht von ungefähr ist die eine ihrer Schwestern Physikerin und die andere Chemikerin. Sie besuchte einen Kurs für junge Mathe-Talente, den ihre Eltern ins Leben gerufen hatten, basierend auf einem Programm der bekannten Johns-Hopkins-Universität in Baltimore. Dieses Programm diente später quasi als Blueprint für den Euler-Kurs, den die Wissenschaftlerin vor einem Jahrzehnt an der EPFL gründete. Für erwachsene Wissenchaftlerinnen hat Kathryn Hess ein Frauen-Netzwerk im Bereich der Topologie mitgegründet. Auf den Nachwuchs hat sie ebenfalls ein Auge: Unter ihren Doktoratsstudenten sind rund die Hälfte Frauen.

Wenn man Kathryn Hess nach einem Rat für angehende Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fragt, sagt die eloquente Universitätslehrerin: «Lernt, gute Vorträge zu halten!» Es reiche nicht, frische Ideen zu haben, man müsse sie auch weitergeben können. Sie hat auch Tipps parat, wie das gelingt: Jede sich bietende Gelegenheit wahrnehmen! Vor gleichaltigen Kollegen üben! Nach Rückmeldungen fragen! In die Zuhörer hineinversetzen! Kathryn Hess glaubt, dass Nachwuchsforscherinnen mindestens so gut sprechen wie ihre männlichen Kollegen: «Nach meiner Erfahrung sind Frauen vorzügliche Rednerinnen!»

Autor: Benedikt Vogel

Porträt #3 von Wissenschaftlerinnen im MAP-Bereich (2021)

  • Wenn nicht gerade Corona-Pandemie ist, hält Kathryn Hess 20 bis 30 Vorträge pro Jahr – insbesondere über den Zusammenhang von Mathematik und Neurowissenschaften.
  • Das Gruppenfoto wurde 2011 am ersten ‹Women in Topology›-Workshop in Banff (Kanada) aufgenommen. Der Kurs wurde durch Kathryn Hess und drei Kolleginnen gegründet, um Frauen in der Topology zu fördern und ihr Netzwerk zu stärken.
  • Wenn nicht gerade Corona-Pandemie ist, hält Kathryn Hess 20 bis 30 Vorträge pro Jahr – insbesondere über den Zusammenhang von Mathematik und Neurowissenschaften.Bild: TEDxLugano 20171/2
  • Das Gruppenfoto wurde 2011 am ersten ‹Women in Topology›-Workshop in Banff (Kanada) aufgenommen. Der Kurs wurde durch Kathryn Hess und drei Kolleginnen gegründet, um Frauen in der Topology zu fördern und ihr Netzwerk zu stärken.Bild: Banff International Research Station2/2
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