Gorban, Alexander Nikolaevich

Alexander Nikolaevich Gorban (född 19 april 1952 , Omsk , RSFSR , USSR ) är en ryskfödd vetenskapsman bosatt i Storbritannien , doktor i fysikaliska och matematiska vetenskaper, professor, arbetar inom många områden av grundläggande och tillämpad vetenskap, inklusive statistisk fysik, nonequilibrium termodynamik, teori maskininlärning och matematisk biologi.

Alexander Nikolaevich Gorban är författare till två dussin böcker på ryska och engelska och cirka 300 vetenskapliga artiklar [1] . Grundare av nya vetenskapliga riktningar och skolor inom området fysikalisk, kemisk och biologisk kinetik, teorin om dynamiska system och träningsbara neurala nätverk. Arrangör av flera dussin ryska och internationella konferenser. Grundare av flera fysiska och matematiska skolor för begåvade barn. Plenartalare vid IEEE 2020 World Congress on Computational Intelligence

För närvarande arbetar han som professor vid University of Leicester (UK), där han leder Center for Mathematical Modeling och Institutionen för tillämpad matematik. Han arbetar också som chefsforskare vid Institute of Computational Modeling av den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin .

Biografi

Alexander Nikolaevich Gorban föddes i Omsk den 19 april 1952. Fader - exil ukrainsk sovjetisk historiker och författare Nikolai Vasilyevich Gorban , mamma - Deborah Yakovlevna Sapozhnikova - lärare i litteratur (först - vid Omsk Pedagogical Institute, sedan - i skolan).

Gick in på fysik- och matematikskolan vid Novosibirsk State University (treårig kurs 1965). Vid 15 års ålder gick han in på Novosibirsk State University, men utvisades, eftersom han i januari 1968, som vän till Alexander Daniel (son till den dömde författaren Yuli Daniel ) och den unga skamfläckade poeten Vadim Delone , organiserade tre seniorstudenter i Novosibirsk State University för ett politiskt tal mot domstolen Ginzburg-Galanskov processen . Studenter ledda av Alexander Gorban målade outplånligt på väggarna i offentliga byggnader i Novosibirsk och Akademgorodok slogans som protesterade mot stängda och orättvisa rättegångar mot sovjetiska författare [2] . Efter den utredning som utfördes av KGB drevs han ut ur Komsomols led och uteslöts från NSU hösten 1969 [3] [4] .

Efter att ha blivit utesluten från universitetet studerade han som svarvare vid yrkesskola nr 56 i Omsk och fick uppdraget att arbeta i experimentverkstaden för designbyrån för automatisering av oljeraffinering och petrokemi, där han arbetade inom sin specialitet (1970-1972). . Samtidigt arbetade han som skådespelare och regissörsassistent vid Omsk Theatre of Poetry Lyubov Ermolaeva . Efter ett misslyckat försök att återhämta sig vid NSU gick han 1972 in på den matematiska fakulteten vid Omsk Pedagogical Institute och fick sitt diplom externt 1973 [5] . På institutet studerade han huvudsakligen enligt ett individuellt program med matematikern Vladimir Borisovich Melamed, som blev hans första vetenskapliga rådgivare. Tillsammans med honom publicerade Alexander Gorban sin första vetenskapliga artikel "Some Properties of Analytic Fredholm Sets in Banach Spaces" i Siberian Mathematical Journal .

Efter examen från institutet, 1973-1976. arbetade i ett vetenskapligt laboratorium vid avdelningen för kraftförsörjning av elektriska järnvägar vid Omsk Institute of Transport Engineers under ledning av Viktor Petrovich Mikheev , publicerad i institutets samlingar av vetenskapliga artiklar. Efter en intressekonflikt med sina överordnade sa han upp sig själv och arbetade som nattvakt under en tid, samtidigt som han fortsatte med vetenskap. Under 1976-1978. karriären för en ung vetenskapsman kunde inte utvecklas på grund av det politiska förflutna [6] . I flera månader arbetade han som juniorforskare i laboratoriet för kinetik vid Omsk State University (1976), sedan fick han, med hjälp av sin framtida medförfattare Grigory Semyonovich Yablonsky, ett jobb vid Tomsk Polytechnic Institute (1977) , ingenjör vid Institute of Catalysis of the Siberian Branch of Russian Academy of Sciences in Novosibirsk (1977-1978) och Institute of Theoretical and Applied Mechanics of the Siberian Branch of Russian Academy of Sciences in Novosibirsk (1978). 1978 flyttade han till Krasnoyarsk på inbjudan av Valery Ivanovich Bykov, som ledde det nya laboratoriet för matematiska problem i kemi vid Computing Center för Siberian Branch of the Academy of Sciences (VCC SB AS) [7] .

År 1980 blev Alexander Nikolaevich Gorban en kandidat för fysikaliska och matematiska vetenskaper [8] . Att organisera ett försvar med en sådan biografi var nästan omöjligt. O. A. Ladyzhenskaya , M. A. Krasnoselsky och G. M. Zaslavsky hjälpte till . 1983 blev Gorban senior forskare vid den allryska centralkommittén för den sibiriska grenen av Vetenskapsakademien, 1989 blev han chef för laboratoriet för icke-jämviktssystem i den allryska centralkommittén för den sibiriska grenen vid Vetenskapsakademien, och 1990 disputerade han på sin doktorsavhandling [9] . 1995 fick Gorban positionen som biträdande direktör för institutet och chef för avdelningen för beräkningsmatematik vid Computing Center för den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin. Parallellt med sina studier i naturvetenskap undervisar A. N. Gorban vid Krasnoyarsk State University vid Institutionen för högre matematik (1981-1991). Från 1993 till 2006 ledde A.N. Gorban samtidigt Institutionen för neurodatorer [10] vid Krasnoyarsk State Technical University .

Sedan mitten av 1990-talet har A.N. Gorban kunnat resa utomlands. På inbjudan tillbringar han tid och arbetar på de mest prestigefyllda matematiska institutionerna i USA och Europa: Clay Mathematical Institute (Boston, USA), Courant Institute for Mathematical Sciences (New York, USA), Institutet för högre vetenskapliga studier ( IHES, Paris, Frankrike), Swiss Zurich Technical School (där han tillbringar 2003-2004), Isaac Newton Institute (Cambridge, Storbritannien). Under sina resor träffar han en gammal bekant Mikhail Alexandrovich Shubin, blir bekant med den berömda matematikern M. L. Gromov . 2004 flyttade A. N. Gorban till Leicester (Storbritannien), där han blev professor och chef för Center for Mathematical Modeling vid University of Leicester.

Vetenskaplig verksamhet

A. N. Gorbans vetenskapliga hobbyer och attityd till vetenskapliga uppgifter bildades under inflytande av hans föräldrar, oberoende läsning av klassiska verk, lärare i NSU PMS (bland vilka var A. A. Lyapunov och G. I. Budker ), seniora vänner vid PMS ( G. Sh. Fridman ), vetenskaplig chef vid Omsk Pedagogical Institute Vladimir Borisovich Melamed, chef vid OmIIT Viktor Petrovich Mikheev . Alexander Nikolaevich Gorban säger själv att "... i praktiken har jag aldrig varit student. Jag var med Grigory Yablonsky vad jag var - en vän, en anställd. Jag lärde mig mycket av honom, och han lärde sig av mig också. Men det var ingen forskarskola, och det var inte jag som undervisades. Som juniorstudent studerade jag egentligen bara med följande personer: Boris Yuryevich Naydorf, Abram Ilyich Fet och Yuri Borisovich Rumer ” [11] .

Bidraget från Alexander Nikolaevich Gorban till vetenskapen kan klassificeras i flera områden: teoretisk fysik , mekanik , funktionsanalys , teorin om naturligt urval , anpassningsteori , neurodatorer , fysikalisk och kemisk kinetik , bioinformatik . A. N. Gorban säger själv att "... vetenskap är i allmänhet en, om den tas på allvar" [11] . En "vy från ovan" på vetenskaplig verksamhet och framtiden för tillämpad matematik presenteras i boken "Darwins demon", artiklar och offentliga föreläsningar.

I funktionell analys undersökte A. N. Gorban egenskaperna hos en analytisk delmängd av Fredholm i Banach-rummet, formulerade principen om maximal modul för den och bevisade en analog till Remmert-Stein-satsen (detta är en del av avhandlingen).

Inom matematisk kemi undersökte A. N. Gorban de termodynamiska egenskaperna hos kemiska system baserat på analys av träd av Lyapunov-funktioner i balanspolyedern. Tillsammans med sin vän G.S. Yablonsky och hans team utvecklade han metoder för matematisk modellering och analys av dessa modeller för kinetiken för katalytiska reaktioner. Undersökte avslappningsegenskaperna hos vissa kemiska system och utvecklade teorin om singulariteter i de övergående processerna i dynamiska system (hans doktorsavhandling publicerad helt på engelska). Utvecklade en vägsummeringsmetod för att lösa kemiska kinetiska ekvationer ("Kinetic path summation, multi-sheeted extension of master equation, and evaluation of ergodicity coefficient"). Han utvecklade teorin om dynamisk begränsning och asymptotologi för kemiska reaktionsnätverk, som i synnerhet tillämpades på modellering av biokemiska signalvägar och modellering av mikroRNA-mekanismer vid reglering av proteintranslation.

Inom fysikalisk och kemisk kinetik utvecklade A. N. Gorban en serie metoder för att lösa ekvationerna för fysikalisk och kemisk kinetik baserat på ett systematiskt och konstruktivt sökande efter approximationer av invarianta grenrör ("Method of invariant manifold for chemical kinetics"). Denna teori har funnit många tillämpningar i konstruktionen av fysiskt självständig hydrodynamik, i modellering av icke-jämviktsflöden, i den kinetiska teorin för fononer, i teorin om modellreduktion i kemisk kinetik och i modellering av flytande polymerer. Utvecklade nya tillvägagångssätt för användningen av metoden för gitter Boltzmann-ekvationer , baserat på dess termodynamiska egenskaper ("Nonequilibrium entropy limiters in lattice Boltzmann methods"). Utvecklade en matematisk modell av turbiner med öppet flöde och uppskattade deras uppnåbara effektivitet . Undersökte allmänna frågor om geometrisk tolkning av termodynamik och allmänna egenskaper hos icke-klassiska entropier ("Entropy: The Markov ordering approach").

För att studera effektiviteten av naturligt urval i evolutionen utvecklade han teorin om en speciell klass av dynamiska system med arv. Därefter upptäckte och förklarade han teoretiskt det universella fenomenet systemanpassning under stress , vilket leder till uppkomsten av korrelationer och en ökning av spridningen i det flerdimensionella utrymmet av systemparametrar. Metoden för korrelationsadaptometri utvecklad av A. N. Gorban används som en metod för diagnostik och prognoser i problemen med ekonomi och forskning inom mänsklig fysiologi. ("Dynamiska och termodynamiska modeller för anpassning").

I teorin om artificiella neurala nätverk utvecklade han mycket effektiva parallelliserbara metoder för att träna neurala nätverk baserat på systematisk användning av dualiteten i deras funktion. Utvecklade metoder för att utvinna kunskap från data med hjälp av glesa neurala nätverk. Bevisade ett teorem om de universella approximationsegenskaperna hos neurala nätverk ("Approximation av kontinuerliga funktioner för flera variabler genom en godtycklig olinjär kontinuerlig funktion av en variabel, linjära funktioner och deras överlagringar"). Dessa tillvägagångssätt har hittat många tillämpningar i befintliga expertsystem (till exempel säkerhetssystem).

Inom tillämpad statistik utvecklade han en metod för att konstruera huvudgrenrör ( metod för elastiska kartor , en icke-linjär version av metoden för huvudkomponenter ), och deras generaliseringar (huvudgrafer, huvudträd), baserad på en mekanisk analogi med en elastisk membran. Metoden har fått ett flertal ansökningar för datavisualisering och analys inom ekonomi, sociologi och bioinformatik (”Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction”). EN. Gorban, i samarbete med E.M. Mirkes och andra medförfattare, använde maskininlärningsmetoder för att bestämma de psykologiska egenskaper som bestämmer predispositionen för användningen av vissa kategorier av droger ("Personality Traits and Drug Consumption. A Story Told by Data").

Inom bioinformatik var han en av de första som tillämpade metoden med frekvensordböcker och principen om maximal entropi för att lösa problemen med att analysera genetiska sekvenser och aminosyrasekvenser. Han studerade de allmänna egenskaperna hos kompakta genom, bevisade förekomsten av en struktur med sju kluster av genomet och använde den för att lösa problemet med de novo identifiering av gener i genomet ("Mysteriet med två raka linjer i bakteriell genomstatistik" ).

Pedagogisk och vetenskaplig-organisatorisk verksamhet

Alexander Nikolayevich Gorban har alltid arbetat mycket med sina elever. Jag läste min första specialkurs vid 13 års ålder [11] . 1971 organiserade han en fysik- och matematikskola för begåvade barn vid Omsk Pedagogical Institute . I Krasnoyarsk 1979 gick han med i arbetet på Krasnoyarsk Summer School , där han undervisade i 12 säsonger. Många av A. N. Gorbans studenter och doktorander lämnade KLSh.

1985 tog han upp organisationen av Organisations-Activity Games på egen hand. 1986 träffade han Georgy Petrovich Shchedrovitsky och deltog i Krasnoyarsk under hans ledning i Development Game. 1985-1995. höll tre dussin av sina spel i hela Ryssland med deltagande av ledare, affärsmän, vetenskapsmän och kulturarbetare [12] . A. N. Gorban höll sådana spel som "Leningradregionens fria ekonomiska zon" (Leningrad, 1990), "Kritiska situationer i övergången till en marknadsekonomi" (Krasnoyarsk, 1990), "Problem of Russian Culture" (Krasnoyarsk, 1991).

På INM SB RAS ansvarade han för arbetet med vetenskaplig ungdom, organiserad interaktion med universitet i regionen.

A. N. Gorban deltog i skapandet av Krasnoyarsk Regional Science Foundation och var i 4 år vice ordförande i stiftelsens expertråd. Tillsammans med den internationella sammanslutningen AMSE skapade han den vetenskapliga tidskriften "Scientific Siberian" (18 volymer publicerade i Frankrike). Han skapade den första avdelningen för neurodatorer i Ryssland vid KSTU och ledde den. Leder det årliga allryska seminariet " Neuroinformatik och dess tillämpningar" (är ordförande för dess organisationskommitté). Hanterade anslag från den ryska stiftelsen för grundforskning , det federala målprogrammet "Integration", Krasnoyarsk Regional Science Foundation, underprogrammet "Perspective Information Technologies" från vetenskapsministeriet , London Mathematical Society. Han var medlem av vetenskapsministeriets vetenskapliga råd för avancerad informationsteknologi och chef för arbetsgruppen för neuroinformatik och neurodatorer. Han fick ett statligt vetenskapligt stipendium för framstående vetenskapsmän, ett anslag från den ryska stiftelsen för grundforskning för att stödja vetenskapliga skolor.

Under ledning av A.N. Gorban försvarades 6 doktorer i naturvetenskap och mer än 20 vetenskapskandidater, samt 5 doktorander.

Bibliografi

Böcker

• Gorban' A. N. Jämviktsbypass (ekvationer av kemisk kinetik och deras termodynamiska analys) . - Novosibirsk: Nauka, 1984. - 226 sid.
• Gorban A.N., Khlebopros R.G. Darwins demon. Idén om optimalitet och naturligt urval M.: Nauka, 1988. - 208 s.
• Gorban A. N., Rossiev D. A. Neurala nätverk på en persondator . - Novosibirsk: Nauka, 1996. - 276 sid.
• Gorban A.N. Utbildning av neurala nätverk. M.: USSR-USA JV "ParaGraph", 1990. - 160 sid. — 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. av RG Compton), Elsevier, Amsterdam, 1991, 396s.
• Gorban AN, Karlin IV Invarianta grenrör för fysisk och kemisk kinetik . - Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2004. - 516 sid.
• Gorban AN, Kegl B., Wunch D., Zinovyev A. (red.) Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction , Lecture Notes in Computational Science and Engineering. - Springer, 2008. - Vol. 58. - 340 sid.
• Fehrman E., Egan V., Gorban AN, Levesley J., Mirkers E., Muhammad AK Personlighetsdrag och drogkonsumtion. En historia berättad av data. — Springer, Cham, 2019. — 174 sid. DOI: 10.1007/978-3-030-10442-9 arXiv:2001.06520 [stat.AP ]

Artiklar

• Gorban' A. N., Melamed V. B. (1976) Några egenskaper hos Fredholm analytiska uppsättningar i Banach-utrymmen . Siberian Mathematical Journal. volym XVIII, nr 3.
• Gorban AN (2005) Singularities Of Transition Processes In Dynamical Systems: Qualitative Theory of Critical Delays. Electronic Journal of Differential Equations, Monograph 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. , Entropy: The Markov ordering approach , Entropy 12(5) (2010), 1145-1193.
• Gorban AN, Smirnova EV, Tyukina TA , Korrelationer, risk och kris: Från fysiologi till finans , Physica A 389 (16) (2010), 3193-3217.
• Gorban AN , Kinetic path summation, multi-sheeted extension of master equation, and evaluation of ergodicity coefficient , 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 , Mysteriet med två raka linjer i bakteriegenomstatistik , Bulletin of Mathematical Biology 69 (2007), 2429-2442.
• Gorban AN, Karlin IV , Method of invariant manifold for chemical kinetics , Chem. Eng. Sci. 58, (2003), 4751-4768.
• Gorban AN, Gorlov AN, Silantyev VM , Gränser för turbinens effektivitet för fritt vätskeflöde , Journal of Energy Resources Technology 123 (2001), 311-317.
• Gorban AN , Approximation av kontinuerliga funktioner för flera variabler genom en godtycklig ickelinjär kontinuerlig funktion av en variabel, linjära funktioner och deras överlagringar , Appl. Matematik. Lett., vol. 11(3) (1998), 45-49.
• Bugaenko N. N., Gorban A. N., Sadovsky M. G. Om bestämning av mängden information i nukleotidsekvenser. // Mol. biologi, 1996. - T. 30. - Issue. 3. - S. 529-541.
• AN Gorban, IV Karlin , Geometry of irreversibility: The film of nonequilibrium states. http://arxiv.org/abs/cond-mat/0308331
• ANGorban . Urvalssats för system med arv . Matematik. Modell. Nat. fenomen. Vol. 2, nr. 4, 2007, sid. 1-45.
• Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV , Dynamiska och termodynamiska anpassningsmodeller . Physics of Life Recensioner Vol. 37, 2021, sid. 17-64

Anteckningar

1. ↑ Alexander N. Gorban Google citatsida
2. ↑ memorandum av Yu. V. Andropov om fallet med det politiska talet av studenter i Novosibirsk
3. ↑ De vidtagna åtgärdernas "mjukhet" förklarades i synnerhet av det faktum att Alexander Gorban formellt var utanför domstol (mindre): vid tidpunkten för "brottet" var han 15 år gammal.
4. ↑ A. Leifer. Rensa upp Guds sinne. Del 1 // "Dag och natt", nr 5-6 (konstnärlig biografi om A. N. Gorban)
5. ↑ Diplomämne "Uppsättningar av borttagbara singulariteter i Banach-utrymmen och kontinuerliga mappningar"
6. ↑ Så A. N. Gorban arbetade vid Omsk State University i flera månader, varefter han fick sparken på grund av personalminskning, han arbetade på Institute of Catalysis i tre månader
7. ↑ Omdöpt till Institutet för beräkningsmodellering av den sibiriska grenen av den ryska vetenskapsakademin sedan 1997.
8. ↑ Ämne: "Slow relaxations and bifurcations of omega-limit sets of dynamic systems", Specialitet: Differentialekvationer och matematisk fysik, avhandlingen försvarades vid Kuibyshev State University och Pedagogical Institute
9. ↑ Ämne: "Extrema principer och a priori uppskattningar i problem med biologisk och formell kinetik", Specialitet: Biofysik, avhandlingen försvarades vid Institutet för biofysik i Siberian Branch of Russian Academy of Sciences, Krasnoyarsk
10. ↑ Det omvandlades till det vetenskapliga och pedagogiska laboratoriet för programmeringsteknik vid Institutet för rymd- och informationsteknik vid Siberian Federal University 2008.
11. ↑ 1 2 3 A. Leifer. Rensa upp Guds sinne. Del 2. Tidskrift "Dag och natt", nr 7-8.
12. ↑ A. N. Gorban, G. R. Moskvin, K. G. Pomrenin. Material för organisations- och aktivitetsspel. Utgåva 3. Krasnoyarsk, Institutet för biofysik SB RAS, 1992.

Länkar

• A. N. Gorbans personliga sida
• Korrelationsadaptometri
• Termodynamik i nätverk av kemiska reaktioner
• Metod för icke-linjära huvudgrenrör
• Teorin om naturligt urval

Föredrag

• Gorban A. N. "Artificiell intelligens: igår, idag, i övermorgon"
• Gorban A. N. "The Future of Applied Mathematics"
• Gorban A. N. "Korrelationer, risker och kriser: från fysiologi till finans"
• A. Gorban, från enkel kinetik till hydrodynamik: analytiska lösningar på reduktionsproblem
• A. Gorban, Geometry and Topology Discovery in Data Arrays: with a Application to Bioinformatics
• A. N. Gorban, Dynamics of Large Systems with Inheritance
• A. Gorban, Regularization of Lattice Boltzmann Gas Methods by Controlling Dissipation

Tematiska platser	Google Scholar Matematisk släktforskning ORCID Forskar-ID ResearchGate Scopus zbMATH Öppna Helrysk matematisk portal
I bibliografiska kataloger ISNI : 0000 0001 2443 5314 J9U : 987007460938405171 LCCN : n84056675 NKC : jx20080716029 NUKAT : n99051245 SUDOC : 087558696 VIAF : 66751572 WorldCat VIAF : 66751572