Alexander Nikolaevich Gorban (en ruso : Александр Николаевич Горба́нь ) es un científico de origen soviético que trabaja en el Reino Unido . Es profesor de la Universidad de Leicester y director de su Centro de Modelado Matemático. Gorban ha contribuido en muchas áreas de la ciencia fundamental y aplicada, incluida la física estadística , la termodinámica del desequilibrio , el aprendizaje automático y la biología matemática .
Alexander Nikolaevich Gorban | |
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Александр Николаевич Горбань | |
Nació | |
alma mater | Departamento de Física de la Universidad Estatal de Novosibirsk y Departamento de Matemáticas de la Universidad Pedagógica Estatal de Omsk |
Premios |
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Carrera científica | |
Instituciones | Centro de Modelado Matemático, Universidad de Leicester , Reino Unido |
Gorban es autor de unos 20 libros y 300 publicaciones científicas. [1] Ha fundado varias escuelas científicas en las áreas de cinética física y química , teoría de sistemas dinámicos y redes neuronales artificiales , y está clasificado como uno de los 1000 investigadores de origen ruso más citados. [2]
Gorban ha supervisado 6 habilitaciones y más de 30 tesis doctorales.
Biografía
Alexander N. Gorban nació en Omsk el 19 de abril de 1952. Su padre, Nikolai Vasilievich Gorban, fue un historiador y escritor de origen ucraniano exiliado de Ucrania a Siberia, y su madre fue profesora de literatura en el Instituto Pedagógico de Omsk . En 1965-1966 estudió en el Centro Científico Educativo Especializado en Física, Matemáticas, Química y Biología de la Universidad Estatal de Novosibirsk (SESC NSU). En 1967, a la edad de 15 años, ingresó en la Universidad Estatal de Novosibirsk, pero fue excluido de ella en otoño de 1969 debido a su participación en enero de 1968 en movimientos políticos estudiantiles contra las convicciones de los escritores soviéticos Alexander Ginzburg y Yuri Galanskov .
Después de estudiar durante un año en una escuela técnica vocacional y seguir un programa extramuros individual en el Instituto Pedagógico de Omsk, obtuvo una maestría con una tesis titulada Conjuntos de singularidades removibles en espacios de Banach y mapas continuos bajo la supervisión del matemático ruso Vladimir B. Melamed .
En 1973-1976 trabajó en el Instituto de Ingenieros de Transporte de Omsk y publicó sus primeros trabajos científicos, pero su carrera científica no pudo desarrollarse con éxito debido a su historial político pasado. Tuvo varios lugares de trabajo temporal de 1976 a 1978, cada vez que se vio obligado a dimitir, pero luego se trasladó a Krasnoyarsk, donde trabajó de forma permanente en el Instituto de Modelado Computacional. En 1980, Gorban obtuvo su diploma de Candidato en Ciencias, correspondiente a Doctorado en la jerarquía científica rusa. El título de su tesis fue Relajaciones lentas y bifurcaciones de conjuntos de sistemas dinámicos con límites omega . Su viva fue organizada por Olga Ladyzhenskaya , Mark Krasnosel'skii y George M. Zaslavsky .
Con el inicio de la Perestroika se convirtió en el jefe del Laboratorio de Sistemas de No Equilibrio en 1989 y completó su habilitación en 1990. En 1995 se convirtió en subdirector del Instituto de Modelado Computacional y jefe del Departamento de Matemática Computacional. Al mismo tiempo, enseñó en la Universidad Estatal de Krasnoyarsk (1981-1991) y posteriormente dirigió el Departamento de Neuroinformática en la Universidad Técnica Estatal de Krasnoyarsk (1993-2006).
En la década de 1990, Gorban visitó varios institutos matemáticos en EE. UU. Y Europa, incluido el Clay Mathematics Institute , Courant Institute of Mathematical Sciences , Institut des Hautes Etudes Scientifiques , ETH (2003-2004), Isaac Newton Institute .
En 2004, Gorban se convirtió en profesor de Matemática Aplicada en la Universidad de Leicester , Reino Unido, y presidente de su Centro de Modelado Matemático.
Gorban es un hermanastro de Svetlana Kirdina .
Actividad investigadora
Las contribuciones científicas de Gorban se han realizado en física teórica , mecánica , análisis funcional , teoría de la selección natural , teoría de la adaptación, redes neuronales artificiales , cinética física, bioinformática . En su libro "El demonio de Darwin: idea de la optimización y la selección natural", [b 1] artículos y conferencias públicas se ofrece una visión de alto nivel de la actividad científica y el futuro de las matemáticas aplicadas . [3]
En el análisis funcional, Gorban ha investigado las propiedades de los subconjuntos analíticos de Fredholm en los espacios de Banach, ha formulado el principio relevante del módulo máximo y ha demostrado ser un análogo del teorema de Remmert-Stein .
En química matemática , Gorban ha investigado las propiedades termodinámicas de los sistemas químicos basándose en el análisis de los árboles de funciones de Lyapunov en el politopo de las leyes de conservación. [b 2] [b 3] Desarrolló una teoría de trayectorias termodinámicamente admisibles para sistemas multidimensionales complejos de termodinámica y cinética química. [a 1]
Junto con Grigoriy Yablonsky y su equipo, desarrolló métodos de modelado matemático y análisis de modelos de sistemas químicos para la cinética de reacciones catalíticas. [b 4] Investigó las propiedades de relajación de algunos sistemas químicos y desarrolló la teoría de la singularidad para procesos transitorios de sistemas dinámicos, [a 2] desarrolló el método de suma de caminos para resolver las ecuaciones de cinética química, [a 3] desarrolló una teoría de limitación dinámica y asintotología de redes de reacción química [a 4] que se aplicó al modelado de redes de señalización biológica y mecanismos de acción de microARN en la regulación de la traducción. [a 5]
Gorban ha desarrollado una serie de métodos para resolver ecuaciones de cinética química y física, basados en métodos constructivos de aproximación múltiple invariante. [a 6] Esta teoría ha encontrado muchas aplicaciones en la construcción de hidrodinámica físicamente consistente como parte del sexto problema de Hilbert , [a 7] modelado de flujos de no equilibrio, en la teoría cinética de fonones, para la reducción de modelos en cinética química, y modelado de polímeros líquidos. [b 5] Desarrolló nuevos métodos para la aplicación del Método Lattice Boltzmann, basado en sus propiedades termodinámicas. [a 8] Gorban ha desarrollado un modelo matemático de la turbina helicoidal de Gorlov y ha estimado su eficiencia alcanzable en la captura de energía. [a 9] Investigó problemas generales de interpretación geométrica de la termodinámica [a 10] y propiedades generales de entropías no clásicas. [a 11]
En la teoría matemática de la selección natural, Gorban desarrolló una teoría de una clase especial de sistemas dinámicos con herencia. [a 12] [b 1] Descubrió y explicó teóricamente el fenómeno universal de la adaptación del sistema en condiciones de estrés, lo que lleva a un aumento simultáneo de las correlaciones y la varianza en el espacio multidimensional de los parámetros del sistema. El principio de Anna Karenina desarrollado por Gorban se aplica ahora como método de diagnóstico y pronóstico para la economía y la fisiología humana. [a 13] [a 14]
Gorban desarrolló métodos paralelos altamente eficientes para el aprendizaje de redes neuronales artificiales (RNA), basados en el uso sistemático de la dualidad de su funcionamiento, [b 6] [b 7] y desarrolló métodos de extracción de conocimiento a partir de datos basados en RNA dispersas. Demostró el teorema de las propiedades de aproximación universal de ANN. [a 15] Todos estos enfoques han encontrado numerosas aplicaciones en los sistemas expertos existentes. Junto con I. Tyukin, desarrolló una serie de métodos y algoritmos para correcciones rápidas, no iterativas y no destructivas de errores en sistemas heredados de inteligencia artificial . [a 16] Estos métodos se basan en la concentración de fenómenos de medida , ideas de mecánica estadística y teoremas originales de separación estocástica. [a 17]
En estadística aplicada, Gorban desarrolló métodos para construir variedades principales ( método de mapas elásticos ) y sus generalizaciones (gráficos principales, árboles principales), basados en la analogía mecánica con la membrana elástica. El método ha encontrado numerosas aplicaciones para la visualización y análisis de datos económicos, sociológicos y biológicos. [b 8] En colaboración con EM Mirkes y otros autores, utilizaron métodos de aprendizaje automático para conectar las características psicológicas individuales y la predisposición a consumir ciertos tipos de drogas. [b 9]
En bioinformática Gorban fue uno de los primeros en aplicar el método de diccionarios de frecuencia y el Principio de máxima entropía para el análisis de secuencias de nucleótidos y aminoácidos. [a 18] Investigó las propiedades generales de los genomas compactos y demostró la existencia de una estructura de 7 grupos en la secuencia del genoma, que se aplicó para resolver el problema de identificación de genes de novo . [a 19]
Bibliografía
Libros seleccionados:
- ^ a b Gorban AN, Khlebopros RG Demon of Darwin: Idea de optimalidad y selección natural (en ruso) Nauka (FizMatGiz), 1988, 208p.
- ^ Gorban AN Equilibrium que rodea. Ecuaciones de cinética química y su análisis termodinámico (en ruso) . Novosibirsk: Science, 1984, 226 p.
- ^ AN Gorban, BM Kaganovich, SP Filippov, AV Keiko, VA Shamansky, IA Shirkalin, Equilibrios termodinámicos y extremos: análisis de regiones de alcanzabilidad y equilibrios parciales , Springer, Berlín-Heidelberg-Nueva York, 2006.
- ^ Yablonsky, GS; VI Bykov; AN Gorban '; VI Elokhin (1991). Compton, RG (ed.). Modelos cinéticos de reacciones catalíticas . Cinética química integral. 32 . Ámsterdam – Oxford – Nueva York – Tokio: Elsevier . Consultado el 13 de junio de 2016 .
- ^ Gorban, Alexander N .; Karlin, Ilya V. (2005). Colectores invariantes para cinética física y química . Lecture Notes in Physics (LNP, vol. 660). Berlín, Heidelberg: Springer. doi : 10.1007 / b98103 . ISBN 978-3-540-22684-0. Archivado desde el original el 19 de agosto de 2020. URL alternativa .
- ^ Gorban AN, Entrenamiento de redes neuronales , Moscú: párrafo URSS-EE. UU., 1990, 160 p.
- ^ Gorban AN, Rosieev DA, Redes neuronales en computadora personal (en ruso). - Novosibirsk: Science, 1996, 276 p.
- ^ Gorban AN, Kegl B., Wunch D., Zinovyev A. (eds.) Principales colectores para visualización de datos y reducción de dimensiones , notas de conferencias en ingeniería y ciencia computacional. - Springer, 2008. - Vol. 58. - 340 p.
- ^ Fehrman E, Egan V, Gorban AN, Levesley J, Mirkes EM, Muhammad AK (2019). Rasgos de personalidad y consumo de drogas. Una historia contada por datos . Springer, Cham. arXiv : 2001.06520 . doi : 10.1007 / 978-3-030-10442-9 . ISBN 978-3-030-10441-2. S2CID 151160405 .
Artículos seleccionados:
- ^ Gorban AN (2013) Árbol termodinámico: el espacio de caminos admisibles , SIAM J. Applied Dynamical Systems, vol. 12, núm. 1 (2013), págs. 246-278.
- ^ Gorban AN (2005) Singularidades de los procesos de transición en sistemas dinámicos: teoría cualitativa de retrasos críticos. Revista Electrónica de Ecuaciones Diferenciales, Monografía 05, 2004.
- ^ Gorban AN, suma de trayectoria cinética, extensión de varias hojas de la ecuación maestra y evaluación del coeficiente de ergodicidad , Physica A 390 (2011) 1009-1025.
- ^ Gorban AN, Radulescu O., Zinovyev AY, Asintotología de redes de reacción química , Ciencia de la ingeniería química 65 (2010) 2310-2324.
- ^ Morozova N, Zinovyev A, Nonne N, Pritchard LL, Gorban AN, Harel-Bellan A., Firmas cinéticas de los modos de acción de microARN . ARN 18 (9) (2012), 1635-55
- ^ Gorban AN, Karlin IV, Método de variedad invariante para cinética química , Chem. Ing. Sci .. 58, (2003), 4751-4768.
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- ^ AN Gorban, IV Karlin Geometría de irreversibilidad: La película de estados de desequilibrio. ArXiv https://arxiv.org/abs/cond-mat/0308331
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- ^ Gorban AN, Smirnova EV, Tyukina TA, Correlaciones, riesgo y crisis: de la fisiología a las finanzas , Physica A 389 (16) (2010), 3193-3217.
- ^ Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV Modelos de adaptación dinámicos y termodinámicos . Reseñas de física de la vida 37, 2021, 17-64
- ^ Gorban AN, Aproximación de funciones continuas de varias variables mediante una función continua no lineal arbitraria de una variable, funciones lineales y sus superposiciones , Appl. Matemáticas. Lett., Vol. 11 (3) (1998), 45-49.
- ^ Gorban, AN, Tyukin, IY Bendición de la dimensionalidad: fundamentos matemáticos de la física estadística de los datos. Phil. Trans. R. Soc. A 376 (2118) (2018), 20170237. doi : 10.1098 / rsta.2017.0237
- ^ Teoremas de separación estocástica de Gorban, AN, Tyukin, IY . Redes neuronales, 94 (2017), 255-259. doi : 10.1016 / j.neunet.2017.07.014
- ^ Bugaenko NN, Gorban AN, Sadovsky MG Hacia la determinación del contenido de información de las secuencias de nucleótidos (en ruso), Molekulyarnaya Biologiya 30 (3) (1996), 529-541.
- ^ Gorban AN, Zinovyev AY, El misterio de dos líneas rectas en las estadísticas del genoma bacteriano , Boletín de Biología Matemática 69 (2007), 2429–2442.
Notas
enlaces externos
- Página de inicio de Alexander N. Gorban
- Adaptometría de correlación
- Termodinámica en redes de reacción química
- Métodos de variedades principales no lineales
- La teoría matemática de la selección natural
- ^ Publicaciones de Alexander N. Gorban indexadas por Google Scholar
- ^ Según http://www.scientific.ru/ , 2012
- ^ Gorban AN, El futuro de las matemáticas aplicadas. Conferencia pública en YouTube (Video, en ruso).