Горбань, Александр Николаевич

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
Александр Николаевич Горбань
Gorban3.jpg
Дата рождения:

19 апреля 1952({{padleft:1952|4|0}}-{{padleft:4|2|0}}-{{padleft:19|2|0}}) (61 год)

Место рождения:

г. Омск, СССР

Страна:

СССРFlag of the Soviet Union.svg СССР
РоссияFlag of Russia.svg Россия
ВеликобританияFlag of the United Kingdom.svg Великобритания

Научная сфера:

теоретическая физика, прикладная статистика, математическая химия, теоретическая биология

Место работы:

Center for Mathematical Modeling, University of Leicester, UK

Учёная степень:

доктор физико-математических наук (1991)

Учёное звание:

профессор (1993)

Альма-матер:

Физфак НГУ и матфак ОмГПУ

Известные ученики:

Илья Карлин, Евгений Миркес, Виктор Охонин, Дмитрий Россиев, Елена Смирнова, Михаил Садовский, Андрей Зиновьев

Сайт:

персональная веб-страница А.Н.Горбаня

Александр Николаевич Горбань - ученый российского происхождения, живущий в Великобритании, доктор физико-математических наук, профессор, работает во многих областях фундаментальной и прикладной науки, включая статистическую физику, неравновесную термодинамику, теорию машинного обучения и математическую биологию.

Александр Николаевич Горбань - автор двух десятков книг на русском и английском языках и около 300 научных статей[* 1][* 2]. Основатель новых научных направлений и школ в области физической, химической и биологической кинетики, теории динамических систем и обучаемых нейронных сетей. Организатор нескольких десятков российских и международных конференций. Основатель нескольких физико-математических школ для одаренных детей. Входит в тысячу наиболее цитируемых ученых российского происхождения, работающих по всему миру[* 3].

В настоящее время работает профессором в Университете г.Лестер (Великобритания), где заведует Центром Математического Моделирования и кафедрой прикладной математики. Также работает главным научным сотрудником Института Вычислительного Моделирования СО РАН.

Биография[править | править исходный текст]

Александр Николаевич Горбань родился в Омске 19 апреля 1952г. Отец — ссыльный украинский историк и писатель Николай Васильевич (Микола) Горбань, мать — Дебора Яковлевна Сапожникова — преподаватель литературы (сначала — в Омском пединституте, затем — в школе).

Поступил в Физико-Математическую Школу при Новосибирском Государственном Университете (трехгодичный курс 1965г.). В 15 лет поступил в Новосибирский Государственный Университет, но был исключен, так как в январе 1968г., будучи другом Саши Даниэля (сына осужденного писателя Юлия Даниэля) и юного опального поэта Вадима Делоне, организовал трех студентов старших курсов НГУ на политическое выступление против судебного процесса Гинзбурга-Галанскова. Студенты во главе с Александром Горбанем нанесли несмываемой краской на стены общественных зданий Новосибирска и Академгородка лозунги с протестами против закрытых и несправедливых судов над советскими писателями[* 4]. После проведенного КГБ следствия был исключен из рядов ВЛКСМ и отчислен из НГУ осенью 1969г.[* 5][# 1].

После отчисления из университета, учился на токаря в профессионально-техническом училище № 56 г.Омска и получил распределение в экспериментальный цех конструкторского бюро автоматизации нефтепереработки и нефтехимии, где работал по специальности (1970-1972). Одновременно работал актером и ассистентом режиссера в Омском театре поэзии Любови Ермолаевой. После неудавшейся попытки восстановиться в НГУ, в 1972 поступил на математический факультет Омского Педагогическиго Института и экстерном получил его диплом в 1973г.[* 6]. В институте занимался, в основном, по индивидуальной программе с математиком Владимиром Борисовичем Меламедом, который стал его первым научным руководителем. Вместе с ним Александр Горбань опубликовал свою первую научную статью в Сибирском математическом журнале[с 1].

По окончании института, в 1973-76гг. работал в научной лаборатории при кафедре энергоснабжения электрических железных дорог Омского Института Инженеров Транспорта под руководством Виктора Петровича Михеева, публиковался в институтских сборниках научных трудов. После конфликта интересов с начальством, уволился по собственному желанию и некоторое время работал ночным сторожем, продолжая заниматься наукой. На протяжении 1976-78гг. карьера молодого ученого не могла сложиться из-за политического прошлого[* 7]. Несколько месяцев работал младшим научным сотрудником в лаборатории кинетики Омского Госуниверситета (1976), затем, при содействии своего будущего соавтора Григория Семеновича Яблонского, устраивался в Томский Политехнический Институт (1977), инженером в Институт Катализа СО РАН в Новосибирске (1977-1978) и Институт Теоретической и Прикладной Механики СО РАН в Новосибирске (1978). В 1978г. переехал в Красноярск по приглашению Валерия Ивановича Быкова, который руководил новой лабораторией математических задач химии в Вычислительном центре СО АН (ВЦК СО АН) [* 8]. В этой лаборатории А.Н.Горбань смог наконец-то спокойно работать в качестве младшего научного сотрудника.

В 1980г. Александр Николаевич Горбань становится кандидатом физико-математических наук[* 9]. Организация защиты при такой биографии была делом почти невозможным. Помогли О.А. Ладыженская, М.А. Красносельский и Г.М. Заславский. В 1983г. Горбань становится старшим научным сотрудником ВЦК СО АН, в 1989г. - заведующим лаборатории неравновесных систем ВЦК СО АН., в 1990г. (перестроечная оттепель) - защищает докторскую диссертацию[* 10]. В 1995г. Александр Николаевич Горбань занимает пост зам.директора института и заведующего отделом вычислительной математики ВЦ СО РАН. Параллельно с занятиями наукой, А.Н.Горбань преподает в Красноярском Государственном Университете на кафедре высшей математики (1981-1991). С 1993го по 2006й год А.Н.Горбань по совместительству возглавляет кафедру НейроЭВМ[* 11] Красноярского Государственного Технического университета.

С середины 1990х А.Н.Горбань получает возможность выезжать за рубеж. По приглашениям проводит время и работает в наиболее престижных математических институтах США и Европы: Математическом институте Клэя (Бостон, США), Курантовском институте математических наук (Нью-Йорк, США), Институте высших научных исследований (IHES, Париж, Франция), Швейцарской высшей технической школе Цюриха (где проводит 2003-2004гг.), Институте Исаака Ньютона (Кембридж, Великобритания). Во время поездок встречается с давним знакомым Михаилом Александровичем Шубиным, знакомится с известным математиком Мишей Громовым. В 2004г. А.Н.Горбань переезжает в Лейстер (Великобритания), где становится профессором и заведующим Центра Математического Моделирования Лейстерского Университета.

Научная деятельность[править | править исходный текст]

Научные увлечения и отношение к научным задачам у А.Н.Горбаня сформировались под влиянием родителей, самостоятельного чтения классических работ, преподавателей ФМШ НГУ (среди которых были А.А.Ляпунов и Г.И. Будкер), старших друзей в ФМШ (Г.Ш.Фридмана), научного руководителя в Омском Пединституте Владимира Борисовича Меламеда, руководителя в ОмИИТ Виктора Петровича Михеева. Сам Александр Николаевич Горбань говорит, что "...практически я никогда не был учеником. Я и у Григория Яблонского был тем, кем был, – другом, сотрудником. Я у него многому научился, он – у меня, думаю, тоже. Но это не была аспирантура, а я не был тот, кого учат. По-настоящему я учился как младший ученик только у следующих людей: у Бориса Юрьевича Найдорфа, у Абрама Ильича Фета и у Юрия Борисовича Румера."[# 2].

Вклад Александра Николаевича Горбаня в науку можно классифицировать по нескольким направлениям: теоретическая физика, механика, функциональный анализ, теория естественного отбора, теория адаптации, нейрокомпьютеры, физическая и химическая кинетика, биоинформатика. Сам А.Н.Горбань говорит, что "...наука вообще едина, если к ней серьезно относиться"[# 2]. "Вид с высоты" на научную деятельность и будущее прикладной математики представлен в книге "Демон Дарвина"[к 1] статьях и публичных лекциях[с 2].

В функциональном анализе А.Н.Горбань исследовал свойства аналитического подмножества Фредгольма в пространстве Банаха, сформулировал для него принцип максимума модуля и доказал аналог теоремы Реммерта-Штейна (это часть дипломной работы).

В математической химии А.Н.Горбань исследовал термодинамические свойства химических систем на основе анализа деревьев функций Ляпунова в многограннике балансов[к 2][к 3]. Совместно со своим другом Г.С. Яблонским и его командой разрабатывал методы математического моделирования и анализа этих моделей для кинетики каталитических реакций[к 4]. Исследовал релаксационные свойства некоторых химических систем и разработал теорию сингулярностей в переходных процессах динамических систем (это его кандидатская диссертация , сравнительно недавно целиком опубликованная по-английски[с 3]). Разработал метод суммирования путей для решения уравнений химкинетики[с 4]. Разработал теорию динамического лимитирования и асимптотологии сетей химических реакций[с 5], которая, в частности, применялась к моделированию сигнальных биохимических путей и моделированию механизмов микроРНК при регуляции трансляции белков.

В физической и химической кинетике А.Н.Горбань разработал серию методов решения уравнений физической и химической кинетики, основанных на систематическом и конструктивном поиске приближений инвариантных многообразий[с 6]. Эта теория нашла многочисленные приложения в построении физически самосогласованной гидродинамики, в моделировании неравновесных потоков, в кинетической теории фононов, в теории редукции моделей в химической кинетике, моделировании жидких полимеров[к 5]. Разработал новые подходы к использованию метода решёточных уравнений Больцмана, основанные на его термодинамических свойствах[с 7]. Разработал математическую модель турбин в открытом потоке и оценил их достижимый КПД[с 8]. Исследовал общие вопросы геометрической интерпретации термодинамики[с 9] и общие свойства неклассических энтропий[с 10].

Для исследования эффективности естественного отбора в эволюции разработал теорию специального класса динамических систем с наследованием[с 11][к 1]. Впоследствии обнаружил и теоретически объяснил универсальный феномен адаптации систем в условиях стресса, приводящий в возникновению корреляций и росту дисперсии в многомерном пространстве параметров системы. Разработанный А.Н.Горбанем метод корреляционной адаптометрии применяется как метод диагностики и прогноза в задачах экономики и исследований физиологии человека[с 12].

В теории искусственных нейронных сетей разработал высокоэффективные параллелизируемые методы обучения нейронных сетей, основанные на систематическом использовании дуальности их функционирования[к 6][к 7]. Разработал методы извлечения знаний из данных с помощью разреженных нейронных сетей. Доказал теорему об универсальных аппроксимационных свойствах нейронных сетей[с 13]. Эти подходы нашли многочисленные приложения в существующих экспертных системах (таких как система охраны "Ворон").

В прикладной статистике разработал метод построения главных многообразий ( метод упругих карт, нелинейного варианта метода главных компонент), и их обобщений (главных графов, главных деревьев), основанный на механической аналогии с упругой мембраной. Метод получил многочисленные применения для визуализации и анализа данных в экономике, социологии и биоинформатике[к 8].

В биоинформатике одним из первых применял метод частотных словарей и принцип максимума энтропии для решения задач анализа генетических и аминокислотных последовательностей[с 14]. Исследовал общие свойства компактных геномов, доказал существование семикластерной структуры генома и применял ее для решения задачи de novo идентификации генов в геноме[с 15].

Педагогическая и научно-организационная деятельность[править | править исходный текст]

Оргкомитет конференции "Математические методы химической кинетики", Шушенское, Красноярский край, 1980. Слева направо: А.И. Вольперт, В.И. Быков, А.Н. Горбань, Г.С. Яблонский, А.Н. Иванова.

Александр Николаевич Горбань всегда много работал с учениками. Свой первый спецкурс прочитал в 13 лет[# 2]. В 1971г. организовал физико-математическую школу для талантливых детей в Омском пединституте. В Красноярске в 1979г. включился в работу Красноярской Летней Школы, в которой преподавал 12 сезонов. Из КЛШ вышли многие из студентов и аспирантов А.Н.Горбаня.

Самостоятельно занялся организацией Организационно-Деятельностных Игр в 1985г. В 1986г. познакомился с Георгием Петровичем Щедровицким и в Красноярске участвовал под его руководством в Игре по проблеме развития. В 1985-1995гг. провел три десятка своих игр по всей территории России с участием руководителей, бизнесменов, деятелей науки и культуры[# 3]. А.Н.Горбанем были проведены такие игры как "Свободная экономическая зона Ленинградского региона" (Ленинград, 1990), "Критические ситуации при переходе к рыночной экономике" (Красноярск, 1990), "Проблемы русской культуры" (Красноярск, 1991).

В ИВМ СО РАН отвечал за работу с научной молодежью, организовывал взаимодействие с вузами региона.

А. Н. Горбань участвовал в создании Красноярского краевого фонда науки и 4 года был заместителем председателя экспертного совета Фонда. Совместно с международной ассоциацией AMSE создал научный журнал Scientific Siberian (издано во Франции 18 томов). Создал в КГТУ кафедру НейроЭВМ (первую такую кафедру в России) и заведовал ею. Проводит ежегодный Всероссийский семинар "Нейроинформатика и ее приложения" (является председателем его Оргкомитета). Руководил грантами РФФИ, ФЦП "Интеграция", Красноярского краевого фонда науки, подпрограммы "Перспективные информационные технологии" Миннауки, Лондонского математического общества. Являлся членом Научного совета Миннауки по перспективным информационным технологиям и руководителем рабочей группы по нейроинформатике и нейрокомпьютерам. Получал государственную научную стипендию для выдающихся ученых, грант РФФИ на поддержку научных школ.

Под руководством А.Н.Горбаня защитилось 6 докторов наук и более 20 кандидатов наук, а также 5 PhD.

Библиография[править | править исходный текст]

Избранные книги:

  1. 1 2 Горбань А.Н., Хлебопрос Р.Г. Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор М.: Наука, 1988. – 208 с.
  2. А.Н. Горбань. Обход равновесия (уравнения химической кинетики и их термодинамический анализ). – Новосибирск: Наука, 1984. – 226 с.
  3. A.N. Gorban, B.M. Kaganovich, S.P. Filippov, A.V. Keiko, V.A. Shamansky, I.A. Shirkalin, Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria, Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2006.
  4. Yablonskii G.S., Bykov V.I., Gorban A.N., Elokhin V.I., Kinetic Models of Catalytic Reactions (Comprehensive Chemical Kinetics, V.32, ed. by R.G. Compton), Elsevier, Amsterdam, 1991, 396p.
  5. Gorban A.N., Karlin I.V. Invariant Manifolds For Physical And Chemical Kinetics. — Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2004. - 516 p.
  6. Горбань А.Н., Обучение нейронных сетей, М.: СССР-США СП “ПараГраф”, 1990. – 160 с.
  7. Горбань А.Н., Россиев Д.А., Нейронные сети на персональном компьютере. - Новосибирск: Наука, 1996. - 276 с.
  8. Gorban A.N., 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.

Избранные статьи:

  1. А.Н.Горбань, В.Б.Меламед. (1976) Некоторые свойства Фредгольмовых аналитических множеств в Банаховых пространствах. Сибирский Математический Журнал. т.XVIII, №3.
  2. А.Н. Горбань, Будущее прикладной математики. Публичная лекция (Видео).
  3. Gorban A.N. (2005) Singularities Of Transition Processes In Dynamical Systems: Qualitative Theory Of Critical Delays. Electronic Journal of Differential Equations, Monograph 05, 2004.
  4. Gorban A.N., Kinetic path summation, multi-sheeted extension of master equation, and evaluation of ergodicity coefficient, Physica A 390 (2011) 1009-1025.
  5. Gorban A.N., Radulescu O., Zinovyev A.Y., Asymptotology of chemical reaction networks, Chemical Engineering Science 65 (2010) 2310–2324.
  6. Gorban A.N., Karlin I.V., Method of invariant manifold for chemical kinetics, Chem. Eng. Sci.. 58, (2003), 4751-4768.
  7. Brownlee R.A., Gorban A.N., Levesley J., Nonequilibrium entropy limiters in lattice Boltzmann methods, Physica A 387 (2-3) (2008), 385-406.
  8. Gorban A.N., Gorlov A.N., Silantyev V.M., Limits of the turbine efficiency for free fluid flow, Journal of Energy Resources Technology 123 (2001), 311-317.
  9. A.N. Gorban, I.V. Karlin Geometry of irreversibility: The film of nonequilibrium states. ArXiv http://arxiv.org/abs/cond-mat/0308331
  10. Gorban A.N., Gorban P.A., Judge G., Entropy: The Markov ordering approach, Entropy 12(5) (2010), 1145-1193.
  11. A.N.Gorban. Selection Theorem for Systems With Inheritance. Math. Model. Nat. Phenom. Vol. 2, No. 4, 2007, pp. 1-45.
  12. Gorban A.N., Smirnova E.V., Tyukina T.A., Correlations, risk and crisis: From physiology to finance, Physica A 389 (16) (2010), 3193-3217.
  13. Gorban A.N., Approximation of continuous functions of several variables by an arbitrary nonlinear continuous function of one variable, linear functions, and their superpositions, Appl. Math. Lett., Vol. 11 (3) (1998), 45-49.
  14. Бугаенко Н.Н., Горбань А.Н., Садовский М.Г. Об определении количества информации в нуклеотидных последовательностях, Мол. биология, 1996. - Т. 30. - Вып. 3. - С. 529–541.
  15. Gorban A.N., Zinovyev A. Y., The mystery of two straight lines in bacterial genome statistics, Bulletin of Mathematical Biology 69 (2007), 2429–2442.

Примечания[править | править исходный текст]

  1. Alexander N. Gorban Google citation page
  2. А.Н. Горбань в Энциклопедии Выдающихся Ученых России
  3. Согласно данным http://www.scientific.ru/ на 2012г.
  4. докладная записка Ю.В.Андропова по делу политического выступления студентов в Новосибирске
  5. "Мягкость" принятых мер объяснялась, в частности, тем, что Александр Горбань был формально неподсуден (несовершеннолетен): на момент совершения преступления ему было 15 лет
  6. Тема диплома "Множества устранимых сингулярностей в пространствах Банаха и непрерывные отображения"
  7. Так, в Омском Госуниверситете А.Н.Горбань проработал несколько месяцев, после чего был внезапно уволен по сокращению штатов, в Институте Катализа А.Н.Горбань проработал всего три месяца
  8. Переименован в Институт вычислительного моделирования СО РАН с 1997 г.
  9. Тема: "Медленные релаксации и бифуркации омега-предельных множеств динамических систем", Специальность: Дифференциальные уравнения и математическая физика, диссертация была защищена в Куйбышевском Государственном Университете и Педагогическом Институте
  10. Тема: "Экстремальные принципы и априорные оценки в задачах биологической и формальной кинетики", Специальность: Биофизика, диссертация была защищена в Институте Биофизики СО РАН г.Красноярска
  11. Преобразована в Научно-учебную лаборатории технологии программирования при Институте космических и информационных технологий СФУ в 2008г.

Ссылки[править | править исходный текст]

  1. А.Лейфер. Разгадать Замысел Бога. Часть 1. Журнал "День и ночь", №7-8. (Художественная биография А.Н.Горбаня)
  2. 1 2 3 А.Лейфер. Разгадать Замысел Бога. Часть 2. Журнал "День и ночь", №7-8.
  3. Организационно-деятельностные игры А.Н.Горбаня (веб-сайт)