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Alexander Gorban

Alexander Nikolaevich Gorban ( en ruso : Александр Николаевич Горба́нь ; 19 de abril de 1952 – 21 de septiembre de 2025) fue un científico de origen ruso que trabajó en el Reino...

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Alexander Nikolaevich Gorban ( en ruso : Александр Николаевич Горба́нь ; 19 de abril de 1952 – 21 de septiembre de 2025) fue un científico de origen ruso que trabajó en el Reino Unido. Fue profesor en la Universidad de Leicester y director de su Centro de Modelado Matemático. Gorban contribuyó a numerosas áreas de la ciencia fundamental y aplicada, incluyendo la física estadística , la termodinámica del no equilibrio , el aprendizaje automático y la biología matemática .

Gorban fue autor de unos 20 libros y 300 publicaciones científicas. [ 1 ] Fundó varias escuelas científicas en las áreas de cinética física y química , teoría de sistemas dinámicos y redes neuronales artificiales , y figura entre los 1000 investigadores de origen ruso más citados. [ 2 ] En 2020, Gorban presentó una ponencia magistral en el Congreso Mundial de Inteligencia Computacional del IEEE . [ 3 ]

Dirigió seis habilitaciones y más de 30 tesis doctorales.

Fondo

Gorban nació en Omsk el 19 de abril de 1952. Su padre, Nikolai Vasilievich Gorban, era historiador y escritor exiliado en Siberia, y su madre era profesora de literatura en el Instituto Pedagógico de Omsk . Entre 1965 y 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 los 15 años, ingresó en la Universidad Estatal de Novosibirsk, pero fue expulsado en otoño de 1969 por su participación, en enero de 1968, en movimientos estudiantiles políticos contra las condenas de los escritores soviéticos Alexander Ginzburg y Yuri Galanskov .

Tras estudiar durante un año en una escuela técnica vocacional y seguir un programa individual de formación a distancia 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.

De 1973 a 1976, trabajó en el Instituto de Ingenieros de Transporte de Omsk y publicó sus primeros trabajos científicos, pero luego se trasladó a Krasnoyarsk donde fue empleado de forma permanente en el Instituto de Modelado Computacional. En 1980, Gorban obtuvo su diploma de Candidato a Doctor en Ciencias, equivalente a un doctorado en la jerarquía de títulos científicos rusos. El título de su tesis fue Relajaciones lentas y bifurcaciones de conjuntos límite omega de sistemas dinámicos (traducido posteriormente al inglés [ a 1 ] ). Su defensa oral fue organizada por Olga Ladyzhenskaya , Mark Krasnosel'skii y George M. Zaslavsky .

En 1989, se convirtió en jefe del Laboratorio de Sistemas de No Equilibrio y completó su habilitación en 1990. En 1995, pasó a ser subdirector del Instituto de Modelado Computacional y jefe del Departamento de Matemáticas Computacionales. Simultáneamente, impartió clases en la Universidad Estatal de Krasnoyarsk (1981-1991) y posteriormente dirigió el Departamento de Neuroinformática de la Universidad Técnica Estatal de Krasnoyarsk (1993-2006).

En la década de 1990, Gorban visitó varios institutos matemáticos en EE. UU. y Europa, incluidos el Clay Mathematics Institute , el Courant Institute of Mathematical Sciences , el Institut des Hautes Etudes Scientifiques , la ETH (2003-2004) y el Isaac Newton Institute .

En 2004, Gorban se convirtió en catedrático de Matemáticas Aplicadas en la Universidad de Leicester , Reino Unido, y en director de su Centro de Modelización Matemática.

Gorban murió el 21 de septiembre de 2025, a la edad de 73 años. [ 4 ] Era hermanastro de Svetlana Kirdina .

Actividad de investigación

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 y bioinformática . Una visión general de la actividad científica y el futuro de las matemáticas aplicadas se ha presentado en su libro "El demonio de Darwin: idea de optimización y selección natural", [ b1 ] artículos y conferencias públicas. [ 5 ]

En el análisis funcional, Gorban investigó las propiedades de los subconjuntos analíticos de Fredholm en espacios de Banach, formuló el principio relevante del módulo máximo y demostró un análogo del teorema de Remmert-Stein .

En química matemática , Gorban investigó las propiedades termodinámicas de los sistemas químicos basándose en el análisis de los árboles de funciones de Lyapunov en el politopo de leyes de conservación. [ b 2 ] [ b 3 ] Desarrolló una teoría de trayectorias termodinámicamente admisibles para sistemas multidimensionales complejos de termodinámica y cinética química. [ a 2 ]

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 singularidad para procesos transitorios de sistemas dinámicos, [ a 1 ] desarrolló el método de suma de trayectorias para resolver las ecuaciones de cinética química, [ a 3 ] desarrolló una teoría de limitación dinámica y asintótica de redes de reacciones químicas [ 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 desarrolló una serie de métodos para resolver ecuaciones de cinética química y física, basados ​​en métodos constructivos de aproximación de variedades invariantes. [ a 6 ] Esta teoría ha encontrado muchas aplicaciones en la construcción de hidrodinámica físicamente consistente como parte del sexto problema de Hilbert , [ a 7 ] modelando flujos de no equilibrio, en la teoría cinética de fonones, para la reducción de modelos en cinética química y modelando polímeros líquidos. [ b 5 ] Desarrolló nuevos métodos para la aplicación del método de Boltzmann de celosía, basados ​​en sus propiedades termodinámicas. [ a 8 ] Gorban ha desarrollado un modelo matemático de la turbina helicoidal de Gorlov y estimó su eficiencia alcanzable en 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 bajo condiciones de estrés, lo que conduce 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 actualmente como método de diagnóstico y pronóstico en economía y 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 las RNA. [ a 15 ] Todos estos enfoques han encontrado numerosas aplicaciones en 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 de inteligencia artificial heredados. [ a 16 ] Estos métodos se basan en la concentración de fenómenos de medida , ideas de mecánica estadística y teoremas de separación estocástica originales. [ a 17 ]

En estadística aplicada, Gorban desarrolló métodos para construir variedades principales ( método de mapas elásticos ) y sus generalizaciones (grafos principales, árboles principales), basados ​​en la analogía mecánica con la membrana elástica. El método ha encontrado numerosas aplicaciones para la visualización y el análisis de datos económicos, sociológicos y biológicos. [ b 8 ] En colaboración con EM Mirkes y otros autores, utilizó métodos de aprendizaje automático para conectar características psicológicas individuales y predisposición al consumo de 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 clústeres en la secuencia del genoma, que se aplicó para resolver el problema de la identificación de genes de novo . [ a 19 ]

Bibliografía

Libros seleccionados:

  1. 1 2 Gorban AN, Khlebopros RG El demonio de Darwin: Idea de optimalidad y selección natural (en ruso) Nauka (FizMatGiz), 1988, 208 págs.
  2. ↑ Gorban AN Equilibrio envolvente. Ecuaciones de cinética química y su análisis termodinámico (en ruso) . Novosibirsk: Ciencia, 1984, 226 págs.
  3. ↑ AN Gorban, BM Kaganovich, SP Filippov, AV Keiko, VA Shamansky, IA Shirkalin, Equilibrios termodinámicos y extremos: análisis de regiones alcanzables y equilibrios parciales , Springer, Berlín-Heidelberg-Nueva York, 2006.
  4. ↑ Yablonsky, GS; VI Bykov; AN Gorban'; VI Elokhin (1991). Compton, RG (ed.). Modelos cinéticos de reacciones catalíticas . Cinética química integral. Vol.  32. Ámsterdam–Oxford–Nueva York–Tokio: Elsevier . Consultado el 13 de junio de 2016 .
  5. ↑ Gorban, Alexander N.; Karlin, Ilya V. (2005). Variedades invariantes para la cinética física y química . Lecture Notes in Physics (LNP, vol. 660). Berlín, Heidelberg: Springer. doi : 10.1007/b98103 . ISBN 978-3-540-22684-0Archivado del original el 19 de agosto de 2020.URL alternativa .
  6. ↑ Gorban AN, Entrenamiento de redes neuronales , Moscú: USSR-USA Paragraph, 1990, 160 p.
  7. ↑ Gorban AN, Rosieev DA, Redes neuronales en ordenador personal (en ruso). - Novosibirsk: Ciencia, 1996, 276 págs.
  8. ↑ Gorban AN, Kegl B., Wunch D., Zinovyev A. (eds.) Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction , Lecture Notes in Computational Science and Engineering. — Springer, 2008. — Vol. 58. — 340 p.
  9. ↑ 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:

  1. 1 2 Gorban AN (2005) Singularidades de los procesos de transición en sistemas dinámicos: teoría cualitativa de los retrasos críticos. Revista electrónica de ecuaciones diferenciales, Monografía 05, 2004.
  2. ↑ Gorban AN (2013) Árbol termodinámico: El espacio de caminos admisibles , SIAM J. Applied Dynamical Systems, Vol. 12, No. 1 (2013), pp. 246–278.
  3. ↑ Gorban AN, Suma de trayectorias cinéticas, extensión multi-hoja de la ecuación maestra y evaluación del coeficiente de ergodicidad , Physica A 390 (2011) 1009–1025.
  4. ↑ Gorban AN, Radulescu O., Zinovyev AY, Asintótica de redes de reacciones químicas , Chemical Engineering Science 65 (2010) 2310–2324.
  5. ^ 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
  6. ↑ Gorban AN, Karlin IV, Método de variedad invariante para cinética química , Chem. Eng. Sci. 58, (2003), 4751–4768.
  7. ↑ Gorban AN, Karlin I., El sexto problema de Hilbert: variedades hidrodinámicas exactas y aproximadas para ecuaciones cinéticas , Boletín de la Sociedad Matemática Americana, 51(2), 2014, 186–246
  8. ↑ Brownlee RA, Gorban AN, Levesley J., Limitadores de entropía de no equilibrio en métodos de Boltzmann de red , Physica A 387 (2–3) (2008), 385–406.
  9. ↑ Gorban AN, Gorlov AN, Silantyev VM, Límites de la eficiencia de la turbina para flujo de fluido libre Archivado el 13 de febrero de 2024 en Wayback Machine , Journal of Energy Resources Technology 123 (2001), 311–317.
  10. ↑ AN Gorban, IV Karlin Geometría de la irreversibilidad: La película de estados de no equilibrio. ArXiv https://arxiv.org/abs/cond-mat/0308331
  11. ↑ Gorban AN, Gorban PA, Judge G., Entropía: El enfoque de ordenamiento de Markov , Entropía 12(5) (2010), 1145–1193.
  12. ↑ ANGorban. Teorema de selección para sistemas con herencia . Math. Model. Nat. Phenom. Vol. 2, No. 4, 2007, pp. 1–45.
  13. ↑ Gorban AN, Smirnova EV, Tyukina TA, Correlaciones, riesgo y crisis: De la fisiología a las finanzas , Physica A 389 (16) (2010), 3193–3217.
  14. ↑ Gorban AN, Tyukina TA, Pokidysheva LI, Smirnova EV. Modelos dinámicos y termodinámicos de adaptación . Physics of Life Reviews 37, 2021, 17–64
  15. ↑ 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. Math. Lett., Vol. 11 (3) (1998), 45–49.
  16. ↑ Gorban, AN, Tyukin, IY. La 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
  17. ↑ Gorban, AN, Tyukin, IY. Teoremas de separación estocástica. Redes neuronales, 94 (2017), 255–259. doi : 10.1016/j.neunet.2017.07.014
  18. ↑ 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.
  19. ↑ 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

Referencias

  1. ↑ Publicaciones de Alexander N. Gorban indexadas por Google Académico
  2. ↑ Según http://www.scientific.ru/ , 2012
  3. ↑ Hussain, A; Polycarpou, MM; Yao, X (2021). "Informe de la conferencia sobre el Congreso Mundial de Inteligencia Computacional IEEE 2020 (IEEE WCCI 2020)" . Revista de Inteligencia Computacional IEEE . 16 (1): 15– 18, 98. doi : 10.1109/MCI.2020.3039042 .
  4. ↑ Ушел из жизни почетный доктор ННГУ Александр Горбань (en ruso)
  5. ↑ Gorban AN, El futuro de las matemáticas aplicadas. Conferencia pública en YouTube (Vídeo, en ruso).
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