Эшель Бен-Джейкоб - Eshel Ben-Jacob

Эшель Рафаэль Бен-Якоб Бреслав
EshelBenJacob.jpg
Апрель 1956 г. / июль 2011 г.
Родившийся(1952-04-13)13 апреля 1952 г.
Хайфа, Израиль
Умер(2015-06-05)5 июня 2015 г.[1]
НациональностьИзраиль
Альма-матерТель-авивский университет (Бакалавр наук, магистр и доктор философии)
ИзвестенФормирование паттерна и самоорганизация, рой интеллект, системная нейробиология: создание первого гибридного чипа нейро-памяти
НаградыПремия Ландау за исследования (1986)[1], Премия Siegle за исследования Израильской академии наук и гуманитарных наук (1996) [2]Премия Вейцмана в области точных наук (2013),[3]
Научная карьера
ПоляФизика, Биологическая физика, Сложность и Биокомплексность
Учрежденияуниверситет Мичигана (1984–1989)
Тель-авивский университет (1986–2015)
Примечания
Вице-президент (1998–2001) и президент (2001–2004) Физическое общество Израиля. Cavaliere dell'Ordine della Stella della solidarietà Italiana (С 2008 г.).

Эшель Бен-Джейкоб (полное имя Эшель Рафаэль Бен-Якоб Бреслав;[2] иврит: אשל רפאל בן-יעקב13 апреля 1952 г. - 5 июня 2015 г.), был физиком-теоретиком и экспериментатором в Тель-авивский университет, заведующий кафедрой Магуи-Гласса по физике Сложные системы, и сотрудник Центра теоретической биологической физики (CTBP) в Университет Райса. В 1980-х он стал лидером в теории самоорганизация и формирование рисунка в открытых системах, позже распространив эту работу на адаптивные сложные системы и биосложность. В конце 1980-х он обратился к изучению бактериальный самоорганизация, Он разработал новое формирование рисунка бактерии видов, став пионером в изучении бактериальный интеллект и социальное поведение бактерий.

Рождение и ранние годы

Эшель Бен-Джейкоб родился 13 апреля 1952 года в г. Хайфа Израиль в семью пионеров, иммигрировавших в Израиль в 1930-х годах. После окончания средней школы он поступил в Тель-Авивский университет для изучения физики и математики, а два года спустя был призван в израильский флот. Он получил степень бакалавра, магистра наук. и большая часть его докторских исследований во время службы (1972–1980) сначала в отделе прогноза погоды военно-морского флота, а затем в разведке флота.

Академическое образование и карьера

Бен-Джейкоб получил степень бакалавра наук. степень (1975 г.) по физике Тель-Авивского университета, сертификат системного анализа (1976 г.) Технион (Израильский технологический институт) и степень магистра наук. степень (1978) (под руководством Ю. Имри ) и докторскую степень по физике (1982) (под руководством Я. Имри и Д. Дж. Бергмана) Тель-Авивского университета. После трех лет (1981–1984) постдокторских исследований в Кавли Институт теоретической физики в Санта Барбара, он поступил на физический факультет в университет Мичигана (1984–1989). С 1986 года он является преподавателем Школы физики и астрономии Тель-Авивского университета (полный профессор с 1992 года и заведующий кафедрой Магуи-Гласса по физике сложных систем с 2003 года).

Бен-Джейкоб был вице-президентом (1998–2001) и президентом (2001–2004) Израильского физического общества. С 2005 года он является научным сотрудником Центра теоретической биологической физики Университета Райса. Он был избран в Американское философское общество в 2014 году в качестве международного члена класса физических наук.[3]

Вклад в физику

  • Время жизни и динамика неравновесных состояний.[4][5][6][7]
  • Кулоновский эффект, кулоновская лестница и одноэлектронный транзистор.[8][9][10][11][12][13]
  • Квантовая динамика релятивистских солитонов.[14][15][16][17][18][19]
  • Солитон-опосредованное сворачивание белков.[20][21][22]
  • Формирование паттернов и самоорганизация.[23][24][25][26][27][28][29][30][31]

Вклад в биологическую физику

Социальное поведение бактерий

В начале 1990-х группа Бен-Джейкоба обнаружила два вида образующих паттерн бактерий.[32][33][34]- Paenibacillus dendritiformis и Paenibacillus vortex (смотрите также Paenibacillus ). Сочетание микробиологических экспериментов с физическими принципами самоорганизации и расширенного моделирования,[35][36][37] Бен-Джейкоб продвинул понимание того, что бактерии - это умные кооперативные организмы[38][39][40][41][42][43][44][45][46][47][48][49] которые используют продвинутую коммуникацию для ведения сложной социальной жизни в больших и сложных колониях. Сложная химическая связь позволяет бактериям быстро адаптироваться к изменениям в окружающей среде, распределять задачи, «учиться на опыте», принимать решения и готовиться к будущему.11 Бен-Джейкоб выдвинул идею бактериального социального интеллекта, и его группа разработала показатель социального интеллекта бактерий в качестве сравнительного геномного инструмента для оценки потенциала генома бактерий для успешного кооперативного и адаптируемого поведения или социального поведения в сложных условиях.1

Мультиагентное роение

Вдохновленные наблюдениями Бен-Джейкоба о том, как бактерии могут самопроизвольно управлять своим движением во время коллективного роения, группы Т. Вичека и Бен-Джейкоба разработали простую модель, способную генерировать неравновесные состояния, которые нарушают обычные теоремы физики для состояний равновесия.[50] Эта работа привела к созданию новой области мультиагентной роение (роящийся разум), предложенный для объяснения широкого спектра явлений, начиная от коллективной навигации (роящегося разума) бактерий,[51] амеба[52] и насекомые, к скоплению птицы и школы рыбы а также к разработке автономных транспортных средств, способных к функциональной самоорганизации даже при отсутствии всеведущего контроллера. Использование братоубийства для борьбы с бактериями: в 2000 году группа Бен-Джейкоба обнаружила захватывающий феномен конкуренции между двумя колониями бактерий-братьев и сестер. то П. dendritiformis при инокулировании бок о бок.1 Недавние исследования этого феномена показали, что две колонии не только препятствовали росту друг друга на территории между ними, но и вызывали гибель этих клеток, близких к границе.1 Используя методы молекулярной биологии в сочетании с новой информацией о секвенировании генома и биоинформатикой, они открыли новый токсин (летальный фактор родственников), который избирательно действует только на тот же бактериальный штамм.1

Бактериальное принятие решения

Основываясь на понимании, которое он получил в результате исследований в области нейробиологии (принцип ингибирования ингибирования), Бен-Джейкоб и его сотрудники обнаружили, что гениальная схема состоит из стохастического переключателя, регулируемого таймером с адаптируемой тактовой частотой (которая регулируется стрессом клеток. ) через специальную схему принятия решений, состоящую из каскада запретов. Цепи принятия решений отдельных бактерий соединяются обменом химическими сообщениями между клетками, чтобы гарантировать коллективное решение на благо группы.11

Системная нейробиология и чип нейро-памяти

Бен-Джейкоб учился в нейробиология руководствуются попыткой упростить сложность поиска принципов кодирования информации, памяти и обучения. Он внес много уникальных вкладов в области системной нейробиологии и нейронных сетей, включая отношения между размером сети и ее синхронизированной активностью,[53][54][55][56][57] открытие скрытых нейрон корреляции,[58][59] функционально-формальные отношения и взаимные синхронизация в инженерных сетях,[60][61][62] эффект Повреждение ДНК по сетевой синхронизации,[63] нейроглия коммуникация,[64] новое моделирование внутри- и межклеточного кальций динамика[65][66][67] использование нанотехнологий для сетевой инженерии,1 открытие и моделирование динамических мотивов (репертуара) связанных нейронных сетей,[68][69][70] разработка нового системного анализа нейронная сеть деятельность ( функциональная голография анализ),[71] картографирование и оценка эпилептический фокусы[72] и больше. Тем не менее, развитие первой нейропамяти -чип со своим докторантом Итаем Баручи в то время является самым важным вкладом Бен-Джейкоба в системная нейробиология.[73] В то время как предыдущие попытки были основаны на «обучении вознаграждением» (усиление возбуждающие синапсы ) или «обучение через наказание» (торможение возбуждающих синапсов), подход Баручи и Бен-Джейкоба был «обучение путем освобождения» или «подавление торможения» (торможение тормозящих синапсов). Это достижение было признано революционным открытием в области системной нейробиологии и в 2007 г. было награждено премией. SciAm 50, Награда Scientific American за 50 важнейших достижений во всех областях науки и технологий.

Иммунология

Вместе с Ирун Коэн от Институт науки Вейцмана, Бен-Джейкоб учредил Инициативу развития иммунитета (IDI),[4] многопрофильное исследовательское сотрудничество с участием иммунологов, физиков и врачей.

Эконофизика

В области анализа экономических систем он опубликовал новую количественную меру, индекс когезионной силы влияния индекса на хрупкость фондового рынка.[нужна цитата ]; об эпилептических припадках поведения в Фондовый рынок США;[74] и скрытый порядок на рынке хаос.[75] Он разработал новый класс сетей на основе корреляции, основанный на концепции частичных корреляций. Это привело к появлению сети зависимости методология. Применительно к фондовому рынку США он успешно раскрыл основу рынка, количественно продемонстрировав доминирование финансового сектора.[76]

Физическое образование

Будучи президентом Израильского физического общества (IPS), Бен-Джейкоб приложил усилия для привлечения подростков к физике, установив связи между учителями физики в средней школе и ISF (Израильский научный фонд). Он назначил директора средней школы Техилу Бен-Гай из HEMDA.[5] Центр естественнонаучного образования в качестве секретаря ISF, и вместе они продвигали совместные ежегодные научные встречи между учителями физики старших классов и ISF, лекции преподавателей для старшеклассников, посещения классов старших классов на факультетах физики и многое другое. Во время своего президентства он основал онлайн-журнал PhysicaPlus, единственный иврит-английский двуязычный научный журнал. Вместе с Техилой Бен-Гай и Хаимом Харари они инициировали двухгодичный курс по вычислительной науке для старших классов (на иврите он называется MOAH, «мозг»), направленный на повышение творческих способностей школьников и их способности к совместной работе. Бен-Джейкоб работал на HEMDA[5] Исполнительного совета, а с 2010 года он занимал должность председателя Консультативного совета по физическому образованию в высшей школе Министерства образования Израиля.

Книги

  • Бен-Джейкоб, Эшель Термодинамика, (на иврите, 322 страницы), Tel Aviv University Press (1980)

Патенты

Рекомендации

  1. ^ «Райс оплакивает потерю физика Эшеля Бен-Джейкоба». Новости и СМИ Университета Райса.
  2. ^ Раввин Нахман из Бреслова
  3. ^ «Бен-Джейкоб Райс избран в Американское философское общество». Новости и СМИ Университета Райса.
  4. ^ Инициатива иммунного развития (IDI) В архиве 2012-04-02 в Wayback Machine
  5. ^ а б http://www.hemda.org.il/english/template/default.asp?maincat=2&catId=10

внешняя ссылка