Gorban, Alexandru Nikolaevici

Alexander Nikolaevich Gorban (n . 19 aprilie 1952 , Omsk , RSFSR , URSS ) este un om de știință de origine rusă care trăiește în Marea Britanie , doctor în științe fizice și matematice, profesor, lucrează în multe domenii ale științei fundamentale și aplicate, inclusiv fizica statistică, termodinamică de neechilibru, teoria învățării automate și biologie matematică.

Alexander Nikolaevici Gorban este autorul a două duzini de cărți în rusă și engleză și a aproximativ 300 de articole științifice [1] . Fondator de noi direcții științifice și școli în domeniul cineticii fizice, chimice și biologice, al teoriei sistemelor dinamice și al rețelelor neuronale antrenabile. Organizator a câtorva zeci de conferințe rusești și internaționale. Fondator al mai multor școli de fizică și matematică pentru copii supradotați. Vorbitor în plen la IEEE 2020 World Congress on Computational Intelligence

În prezent, lucrează ca profesor la Universitatea din Leicester (Marea Britanie), unde conduce Centrul pentru Modelare Matematică și Departamentul de Matematică Aplicată. De asemenea, lucrează ca cercetător șef la Institutul de Modelare Computațională al Filialei Siberiene a Academiei Ruse de Științe .

Biografie

Alexander Nikolaevich Gorban s-a născut la Omsk la 19 aprilie 1952. Tată - istoricul și scriitorul sovietic ucrainean exilat Nikolai Vasilyevich Gorban , mamă - Deborah Yakovlevna Sapozhnikova - profesoară de literatură (în primul rând - la Institutul Pedagogic din Omsk, apoi - la școală).

A intrat la Școala de Fizică și Matematică de la Universitatea de Stat din Novosibirsk (curs de trei ani în 1965). La vârsta de 15 ani a intrat la Universitatea de Stat din Novosibirsk, dar a fost exmatriculat, deoarece în ianuarie 1968, fiind prieten cu Alexander Daniel (fiul scriitorului condamnat Yuli Daniel ) și al tânărului poet în dizgrație Vadim Delone , a organizat trei studenți seniori la Universitatea de Stat din Novosibirsk pentru un discurs politic împotriva procesului Ginzburg-Galanskov . Studenții conduși de Alexandru Gorban au pictat pe pereții clădirilor publice din Novosibirsk și Akademgorodok în mod neșters lozinci care protestează împotriva proceselor închise și nedrepte ale scriitorilor sovietici [2] . În urma anchetei efectuate de KGB , a fost exclus din rândurile Komsomolului și exclus din NSU în toamna anului 1969 [3] [4] .

După ce a fost exclus din universitate, a studiat ca strungar la școala profesională nr. 56 din Omsk și a fost repartizat la atelierul experimental al biroului de proiectare pentru automatizarea rafinării petrolului și petrochimiei, unde a lucrat în specialitatea sa (1970-1972) . În același timp, a lucrat ca actor și asistent regizor la Teatrul de Poezie Omsk Lyubov Ermolaeva . După o încercare eșuată de recuperare la NSU, în 1972 a intrat la facultatea de matematică a Institutului Pedagogic din Omsk și și-a primit diploma extern în 1973 [5] . La institut, a studiat în principal conform unui program individual cu matematicianul Vladimir Borisovich Melamed, care a devenit primul său consilier științific. Împreună cu el, Alexander Gorban a publicat prima sa lucrare științifică „Some Properties of Analytic Fredholm Sets in Banach Spaces” în Siberian Mathematical Journal .

După absolvirea institutului, în 1973-1976. a lucrat într-un laborator științific la Departamentul de Alimentare a Căilor Ferate Electrice al Institutului de Ingineri de Transport din Omsk sub conducerea lui Viktor Petrovici Mikheev , publicat în colecțiile institute de lucrări științifice. După un conflict de interese cu superiorii săi, a demisionat din proprie inițiativă și a lucrat ca paznic de noapte o vreme, continuând să facă știință. În perioada 1976-1978. cariera unui tânăr om de știință nu s-a putut dezvolta din cauza trecutului politic [6] . Timp de câteva luni a lucrat ca cercetător junior în laboratorul de cinetică al Universității de Stat din Omsk (1976), apoi, cu asistența viitorului său coautor Grigory Semyonovich Yablonsky, a obținut un loc de muncă la Institutul Politehnic din Tomsk (1977). , inginer la Institutul de Cataliză al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe din Novosibirsk (1977-1978) și Institutul de Mecanică Teoretică și Aplicată al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe din Novosibirsk (1978). În 1978 s-a mutat la Krasnoyarsk la invitația lui Valery Ivanovich Bykov, care a condus noul laborator de probleme matematice din chimie la Centrul de calcul al filialei siberiene a Academiei de Științe (VCC SB AS) [7] .

În 1980, Alexander Nikolaevici Gorban a devenit candidat la științe fizice și matematice [8] . Organizarea unei apărări cu o astfel de biografie era aproape imposibilă. O. A. Ladyzhenskaya , M. A. Krasnoselsky și G. M. Zaslavsky au ajutat . În 1983, Gorban a devenit cercetător principal la Comitetul Central All-Rusian al Filialei Siberiei a Academiei de Științe, în 1989 a devenit șeful laboratorului de sisteme de neechilibru al Comitetului Central All-Rusian al Filialei Siberiei. al Academiei de Științe, iar în 1990 și-a susținut teza de doctorat [9] . În 1995, Gorban a primit funcția de director adjunct al Institutului și șef al Departamentului de Matematică Computațională al Centrului de Calcul al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe. În paralel cu studiile sale în știință, A. N. Gorban predă la Universitatea de Stat din Krasnoyarsk la Departamentul de Matematică Superioară (1981-1991). Din 1993 până în 2006, A.N. Gorban a condus simultan Departamentul de Neurocalculatoare [10] al Universității Tehnice de Stat din Krasnoyarsk .

De la mijlocul anilor 1990, A.N. Gorban a putut călători în străinătate. La invitație, petrece timp și lucrează la cele mai prestigioase instituții de matematică din SUA și Europa: Clay Mathematical Institute (Boston, SUA), Courant Institute for Mathematical Sciences (New York, SUA), Institute for Higher Scientific Studies ( IHES, Paris, Franța), Școala Tehnică Elvețiană din Zurich (unde își petrece 2003-2004), Institutul Isaac Newton (Cambridge, Marea Britanie). În timpul călătoriilor sale, se întâlnește cu un vechi cunoscut Mihail Alexandrovici Shubin, se familiarizează cu faimosul matematician M. L. Gromov . În 2004, A. N. Gorban s-a mutat la Leicester (Marea Britanie), unde a devenit profesor și șef al Centrului de Modelare Matematică de la Universitatea din Leicester.

Activitate științifică

Hobby-urile științifice ale lui A. N. Gorban și atitudinea față de sarcinile științifice s-au format sub influența părinților săi, citirea independentă a lucrărilor clasice, profesorii NSU PMS (printre care s-au numărat A. A. Lyapunov și G. I. Budker ), prieteni seniori ai PMS ( G. Sh. Fridman ), director științific la Institutul Pedagogic din Omsk Vladimir Borisovich Melamed, șef la OmIIT Viktor Petrovici Mikheev . Însuși Alexander Nikolaevici Gorban spune că „... în practică, nu am fost niciodată student. Am fost cu Grigory Yablonsky ceea ce eram - un prieten, un angajat. Am învățat multe de la el, iar el a învățat și de la mine. Dar nu era o școală absolventă și nu eu eram cel care era predat. Ca student junior, am studiat cu adevărat numai cu următoarele persoane: Boris Yuryevich Naydorf, Abram Ilyich Fet și Yuri Borisovich Rumer ” [11] .

Contribuția lui Alexandru Nikolaevici Gorban la știință poate fi clasificată în mai multe domenii: fizică teoretică , mecanică , analiză funcțională , teoria selecției naturale , teoria adaptării , neurocalculatoare , cinetică fizică și chimică , bioinformatică . Însuși A. N. Gorban spune că „... știința este în general una, dacă este luată în serios” [11] . O „privire de sus” asupra activității științifice și a viitorului matematicii aplicate este prezentată în cartea „Demonul lui Darwin”, articole și prelegeri publice.

În analiza funcțională, A. N. Gorban a investigat proprietățile unui submulțime analitică a lui Fredholm în spațiul Banach, a formulat principiul modulului maxim pentru acesta și a dovedit un analog al teoremei Remmert-Stein (aceasta este parte a tezei).

În chimia matematică, A. N. Gorban a investigat proprietățile termodinamice ale sistemelor chimice pe baza analizei arborilor funcțiilor lui Lyapunov în poliedrul echilibrului. Împreună cu prietenul său G.S. Yablonsky și echipa sa, a dezvoltat metode pentru modelarea matematică și analiza acestor modele pentru cinetica reacțiilor catalitice. A investigat proprietățile de relaxare ale unor sisteme chimice și a dezvoltat teoria singularităților în procesele tranzitorii ale sistemelor dinamice (teza sa de doctorat publicată integral în limba engleză). A dezvoltat o metodă de însumare a drumului pentru rezolvarea ecuațiilor cinetice chimice („Sumarea drumului cinetic, extinderea cu mai multe foi a ecuației principale și evaluarea coeficientului de ergodicitate”). El a dezvoltat teoria limitării dinamice și asimptotologia rețelelor de reacție chimică, care, în special, a fost aplicată la modelarea căilor de semnalizare biochimică și modelarea mecanismelor microARN în reglarea translației proteinelor.

În cinetica fizică și chimică, A. N. Gorban a dezvoltat o serie de metode de rezolvare a ecuațiilor cineticii fizice și chimice bazate pe o căutare sistematică și constructivă a aproximărilor de varietăți invariante („Metoda de varietate invariantă pentru cinetica chimică”). Această teorie și-a găsit numeroase aplicații în construcția hidrodinamicii auto-consistente din punct de vedere fizic, în modelarea fluxurilor de neechilibru, în teoria cinetică a fononilor, în teoria reducerii modelelor în cinetică chimică și în modelarea polimerilor lichizi. Dezvoltarea de noi abordări pentru utilizarea metodei ecuațiilor Boltzmann lattice , bazate pe proprietățile sale termodinamice ("Limitatori de entropie de neechilibru în metodele Boltzmann lattice"). Dezvoltarea unui model matematic al turbinelor cu flux deschis și estimarea eficienței lor realizabile . S-au investigat probleme generale de interpretare geometrică a termodinamicii și proprietățile generale ale entropiilor neclasice ("Entropie: The Markov ordering approach").

Pentru a studia eficiența selecției naturale în evoluție, el a dezvoltat teoria unei clase speciale de sisteme dinamice cu moștenire. Ulterior, el a descoperit și explicat teoretic fenomenul universal de adaptare a sistemului la stres , ceea ce duce la apariția corelațiilor și la o creștere a dispersiei în spațiul multidimensional al parametrilor sistemului. Metoda adaptometriei de corelație dezvoltată de A. N. Gorban este utilizată ca metodă de diagnosticare și prognoză în problemele economiei și cercetării în fiziologia umană. („Modele dinamice și termodinamice de adaptare”).

În teoria rețelelor neuronale artificiale, el a dezvoltat metode paralelizabile extrem de eficiente pentru antrenarea rețelelor neuronale bazate pe utilizarea sistematică a dualității funcționării lor. Metode dezvoltate pentru extragerea cunoștințelor din date folosind rețele neuronale rare. A demonstrat o teoremă privind proprietățile de aproximare universală ale rețelelor neuronale („Aproximarea funcțiilor continue ale mai multor variabile printr-o funcție continuă neliniară arbitrară a unei variabile, funcții liniare și suprapozițiile lor”). Aceste abordări au găsit numeroase aplicații în sistemele expert existente (de exemplu, sistemele de securitate).

În statistica aplicată, el a dezvoltat o metodă de construire a varietăților principale ( metoda hărților elastice , o versiune neliniară a metodei componentelor principale ) și generalizările acestora (grafice principale, arbori principali), bazată pe o analogie mecanică cu un elastic. membrană. Metoda a primit numeroase aplicații pentru vizualizarea și analiza datelor în economie, sociologie și bioinformatică („Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction”). UN. Gorban, în colaborare cu E.M. Mirkes și alți coautori, a folosit metode de învățare automată pentru a determina caracteristicile psihologice care determină predispoziția la consumul anumitor categorii de droguri („Trăsături de personalitate și consum de droguri. O poveste spusă de date”).

În bioinformatică, a fost unul dintre primii care a aplicat metoda dicționarelor de frecvență și principiul entropiei maxime pentru a rezolva problemele de analiză a secvențelor genetice și de aminoacizi. El a studiat proprietățile generale ale genomului compact, a dovedit existența unei structuri cu șapte clustere a genomului și a aplicat-o pentru a rezolva problema identificării de novo a genelor din genom („Misterul a două linii drepte în statisticile genomului bacterian” ).

Activitate pedagogică şi ştiinţifico-organizatorică

Alexander Nikolayevich Gorban a lucrat întotdeauna mult cu studenții săi. Primul meu curs special l-am citit la 13 ani [11] . În 1971, a organizat o școală de fizică și matematică pentru copii talentați la Institutul Pedagogic din Omsk . În Krasnoyarsk, în 1979, sa alăturat lucrării Școlii de vară din Krasnoyarsk , unde a predat timp de 12 sezoane. Mulți dintre studenții și studenții absolvenți ai A. N. Gorban au părăsit KLSh.

În 1985, a preluat singur organizarea Jocurilor Organizaționale-Activități . În 1986, l-a întâlnit pe Georgy Petrovici Shchedrovitsky și la Krasnoyarsk a participat sub conducerea sa la Jocul de dezvoltare. În 1985-1995. a susținut trei duzini de jocurile sale în toată Rusia, cu participarea liderilor, oameni de afaceri, oameni de știință și lucrători culturali [12] . A. N. Gorban a organizat jocuri precum „Zona economică liberă a regiunii Leningrad” (Leningrad, 1990), „Situații critice în tranziția către o economie de piață” (Krasnoyarsk, 1990), „Problemele culturii ruse” (Krasnoyarsk, 1991).

La INM SB RAS a fost responsabil de lucrul cu tinerii științifici, a organizat interacțiunea cu universitățile din regiune.

A. N. Gorban a participat la crearea Fundației Regionale de Știință Krasnoyarsk și timp de 4 ani a fost vicepreședinte al Consiliului de experți al fundației. Împreună cu asociația internațională AMSE, a creat revista științifică „Scientific Siberian” (18 volume publicate în Franța). El a creat primul departament de neurocalculatoare din Rusia la KSTU și l-a condus. Conduce anual seminarul rusesc „ Neuroinformatica și aplicațiile sale” (este președintele comitetului său de organizare). Granturi gestionate de la Fundația Rusă pentru Cercetare de bază , Programul țintă federal „Integrare”, Fundația regională pentru știință Krasnoyarsk, subprogramul „Tehnologii informaționale în perspectivă” al Ministerului Științei , Societatea de matematică din Londra. A fost membru al Consiliului Științific al Ministerului Științei privind tehnologiile informaționale avansate și șeful grupului de lucru pentru neuroinformatică și neurocalculatoare. El a primit o bursă științifică de stat pentru oameni de știință remarcabili, un grant de la Fundația Rusă pentru Cercetare de bază pentru a sprijini școlile științifice.

Sub îndrumarea lui A.N. Gorban au susținut 6 doctori în științe și peste 20 de candidați în știință, precum și 5 doctoranzi.

Bibliografie

Cărți

• Gorban' A. N. Bypass de echilibru (Ecuații de cinetică chimică și analiza lor termodinamică) . - Novosibirsk: Nauka, 1984. - 226 p.
• Gorban A. N., Khlebopros R. G. Demonul lui Darwin. Ideea optimității și selecției naturale M.: Nauka, 1988. - 208 p.
• Gorban A. N., Rossiev D. A. Rețele neuronale pe un computer personal . - Novosibirsk: Nauka, 1996. - 276 p.
• Gorban A.N. Antrenamentul rețelelor neuronale. M.: URSS-USA JV „ParaGraph”, 1990. - 160 p. — DOI: 10.13140/RG.2.1.1784.4724
• AN Gorban, BM Kaganovich, SP Filippov, AV Keiko, VA Shamansky, IA Shirkalin , Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria , Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2006.
• Yablonskii GS, Bykov VI, Gorban AN, Elokhin VI , Kinetic Models of Catalytic Reactions (Comprehensive Chemical Kinetics, V.32, ed. de RG Compton), Elsevier, Amsterdam, 1991, 396p.
• Gorban AN, Karlin IV Variante invariante pentru cinetică fizică și chimică . - Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2004. - 516 p.
• Gorban AN, Kegl B., Wunch D., Zinovyev A. (eds.) Principale manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction , Lecture Notes in Computational Science and Engineering. - Springer, 2008. - Vol. 58. - 340 p.
• Fehrman E., Egan V., Gorban AN, Levesley J., Mirkers E., Muhammad AK Personality Traits and Drug Consumption. O poveste spusă de date. — Springer, Cham, 2019. — 174 p. DOI: 10.1007/978-3-030-10442-9 arXiv:2001.06520 [stat.AP ]

Articole

• Gorban' A. N., Melamed V. B. (1976) Unele proprietăţi ale mulţimilor analitice Fredholm în spaţiile Banach . Jurnal siberian de matematică. vol. XVIII, nr. 3.
• Gorban AN (2005) Singularităţi ale proceselor de tranziţie în sistemele dinamice: Teoria calitativă a întârzierilor critice. Jurnalul electronic de ecuații diferențiale, monografia 05, 2004.
• Gorban AN, Radulescu O., Zinovyev AY , Asymptotology of chemical reaction networks , Chemical Engineering Science 65 (2010) 2310-2324.
• Gorban AN, Gorban PA, Judge G. , Entropie: The Markov ordering approach , Entropy 12(5) (2010), 1145-1193.
• Gorban AN, Smirnova EV, Tyukina TA , Corelations, risk and crisis: From physiology to finance , Physica A 389 (16) (2010), 3193-3217.
• Gorban AN , Kinetic path summation, multi-sheeted extension of master equation, and evaluation of ergodicity coeficient , Physica A 390 (2011) 1009-1025.
• Brownlee RA, Gorban AN, Levesley J. , Nonequilibrium entropy limiters in lattice Boltzmann methods , Physica A 387 (2-3) (2008), 385-406.
• Gorban AN, Zinovyev AY , Misterul a două linii drepte în statistica genomului bacterian , Buletinul de biologie matematică 69 (2007), 2429-2442.
• Gorban AN, Karlin IV , Metoda varietății invariante pentru cinetică chimică , Chim. ing. Sci. 58, (2003), 4751-4768.
• Gorban AN, Gorlov AN, Silantyev VM , Limitele eficienței turbinei pentru curgerea liberă a fluidului , Journal of Energy Resources Technology 123 (2001), 311-317.
• Gorban AN , Aproximarea funcțiilor continue ale mai multor variabile printr-o funcție continuă neliniară arbitrară a unei variabile, funcții liniare și suprapozițiile lor , Appl. Matematică. Lett., voi. 11(3) (1998), 45-49.
• Bugaenko N. N., Gorban A. N., Sadovsky M. G. Despre determinarea cantității de informații din secvențele de nucleotide. // Mol. biologie, 1996. - T. 30. - Problema. 3. - S. 529-541.
• AN Gorban, IV Karlin , Geometria ireversibilității: filmul stărilor de neechilibru. http://arxiv.org/abs/cond-mat/0308331
• ANGorban . Teorema de selecție pentru sisteme cu moștenire . Matematică. Model. Nat. fenomen. Vol. 2, nr. 4, 2007, pp. 1-45.
• Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV , Modele dinamice și termodinamice de adaptare . Fizica Vieții Recenzii Vol. 37, 2021, pp. 17-64

Note

1. ↑ Alexander N. Gorban Pagina de citare Google
2. ↑ memorandum de Iu V. Andropov despre cazul discursului politic al studenților din Novosibirsk
3. ↑ „Moliciunea” măsurilor luate s-a explicat, în special, prin faptul că Alexandru Gorban era formal extrajudiciar (minor): la momentul „crimei” avea 15 ani.
4. ↑ A. Leifer. Descurcă mintea lui Dumnezeu. Partea 1 // „Ziua și noaptea”, nr. 5-6 (biografia artistică a lui A. N. Gorban)
5. ↑ Subiect de diplomă „Seturi de singularități amovibile în spațiile Banach și mapări continue”
6. ↑ Așadar, A. N. Gorban a lucrat la Universitatea de Stat din Omsk timp de câteva luni, după care a fost concediat din cauza reducerii personalului, a lucrat la Institutul de Cataliză timp de trei luni
7. ↑ Din 1997 , redenumit Institutul de Modelare Computațională al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe .
8. ↑ Subiect: „Relaxări lente și bifurcații ale seturilor omega-limite ale sistemelor dinamice”, Specialitatea: Ecuații diferențiale și fizică matematică, disertația a fost susținută la Universitatea de Stat Kuibyshev și Institutul Pedagogic
9. ↑ Subiect: „Principii extreme și estimări a priori în probleme de cinetică biologică și formală”, Specialitatea: Biofizică, disertația a fost susținută la Institutul de Biofizică al Filialei Siberiei a Academiei Ruse de Științe, Krasnoyarsk
10. ↑ A fost transformat în Laboratorul Științific și Educațional de Tehnologie de Programare la Institutul de Tehnologii Spațiale și Informaționale al Universității Federale Siberiei în 2008.
11. ↑ 1 2 3 A. Leifer. Descurcă mintea lui Dumnezeu. Partea 2. Jurnal „Ziua și noaptea”, nr. 7-8.
12. ↑ A. N. Gorban, G. R. Moskvin, K. G. Pomrenin. Materiale pentru jocuri organizatorice și de activitate. Numărul 3. Krasnoyarsk, Institutul de Biofizică SB RAS, 1992.

Link -uri

• Site personal al lui A. N. Gorban
• Adaptometrie de corelație
• Termodinamica în rețele de reacții chimice
• Metoda varietăților principale neliniare
• Teoria selecției naturale

Prelegeri

• Gorban A. N. „Inteligenta artificiala: ieri, azi, poimâine”
• Gorban A. N. „Viitorul matematicii aplicate”
• Gorban A. N. „Corelații, riscuri și crize: de la fiziologie la finanțe”
• A. Gorban, De la cinetică simplă la hidrodinamică: soluții analitice la problemele de reducere
• A. Gorban, Geometry and Topology Discovery in Data Arrays: with an Application to Bioinformatics
• A. N. Gorban, Dinamica sistemelor mari cu moștenire
• A. Gorban, Regularization of Lattice Boltzmann Gas Methods by Controlling Dissipation

Site-uri tematice	Google Academic Genealogie matematică ORCID ID cercetător ResearchGate Scopus zbMATH Deschide Portal de matematică integral rusesc
În cataloagele bibliografice ISNI : 0000 0001 2443 5314 J9U : 987007460938405171 LCCN : n84056675 NKC : jx20080716029 NUKAT : n99051245 SUDOC : 087558696 VIAF : 66751572 WorldCat VIAF : 66751572