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

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: Центра Математического Моделирования Лейстерского Университета.

Научная деятельность

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 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]}.

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 1][к 2]}. Совместно со своим другом Г.С. Яблонским и его командой разрабатывал методы математического моделирования и анализа этих моделей для кинетики каталитических реакций^{[к 3]}. 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 2]}). Разработал метод суммирования путей для решения уравнений химкинетики^{[с 3]}. Разработал теорию динамического лимитирования и асимптотологии сетей химических реакций^{[с 4]}, 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 5]}. 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 4]}. Разработал новые подходы к использованию метода решёточных уравнений Больцмана, основанные на его термодинамических свойствах^{[с 6]}. Разработал математическую модель турбин в открытом потоке и оценил их достижимый КПД^{[с 7]}. Исследовал общие вопросы геометрической интерпретации термодинамики^{[с 8]} и общие свойства неклассических энтропий^{[с 9]}.

Для исследования эффективности естественного отбора в эволюции разработал теорию специального класса динамических систем с наследованием^{[с 10][к 5]}. 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 11]}.

В теории искусственных нейронных сетей разработал высокоэффективные параллелизируемые методы обучения нейронных сетей, основанные на систематическом использовании дуальности их функционирования^{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 13]}. Исследовал общие свойства компактных геномов, доказал существование семикластерной структуры генома и применял ее для решения задачи de novo идентификации генов в геноме^{[с 14]}.

Педагогическая и научно-организационная деятельность

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 Григорием 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

Избранные книги:

1. Обход равновесия (уравнения химической кинетики и их термодинамический анализ). – Новосибирск: Наука, 1984. – 226 с.
2. Thermodynamic Equilibria and Extrema: Analysis of Attainability Regions and Partial Equilibria, Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2006.
3. Kinetic Models of Catalytic Reactions (Comprehensive Chemical Kinetics, V.32, ed. by R.G. Compton), Elsevier, Amsterdam, 1991, 396p.
4. Invariant Manifolds For Physical And Chemical Kinetics. — Springer, Berlin-Heidelberg-New York, 2004. - 516 p.
5. Демон Дарвина. Идея оптимальности и естественный отбор М.: Наука, 1988. – 208 с.
6. 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. Principal Manifolds for Data Visualization and Dimension Reduction, Lecture Notes in Computational Science and Engineering. — Springer, 2008. — Vol. 58. — 340 p.