Джин М. Карлсон

Жан Мари Карлсон
Жан Мари Карлсон
Рожденный	1962 (61–62 года)
Альма-матер	Принстонский университет ; Корнелльский университет
Известный	Сложность
	Научная карьера
Учреждения	Калифорнийский университет, Санта-Барбара

Джин Мари Карлсон (род. 1962) — профессор сложности Барбаре Калифорнийского университета в Санта- . Она изучает надежность и обратную связь в сильно связанных сложных системах , которые находят применение в различных областях, включая землетрясения, лесные пожары и нейробиологию.

Ранняя жизнь и образование

Карлсон изучала электротехнику и информатику в Принстонском университете , который окончила в 1984 году. Затем она переехала в Корнеллский университет для учебы в аспирантуре, получив степень магистра прикладной физики . В 1987 году она переключилась на теоретическую физику конденсированного состояния для получения докторской степени, защитив докторскую диссертацию в 1988 году. Она работала под руководством Джеймса Сетны над моделью спинового стекла в решетке Бете . ^{[ 1 ]} Карлсон работал в Институте теоретической физики Кавли в качестве постдокторанта вместе с Джеймсом С. Лангером . ^{[ 2 ]}^{[ 3 ]}

Исследования и карьера

Карлсон была назначена на факультет Калифорнийского университета в Санта-Барбаре в 1990 году. Она занимается фундаментальной теорией и приложениями сложных систем . ^{[ 4 ]}^{[ 5 ]} В 1993 году она получила стипендию Фонда Дэвида и Люсиль Паккард , которая позволила ей изучать физические и математические принципы, лежащие в основе сложности. ^{[ 6 ]} Карлсон использует методы высокооптимизированной толерантности (HOT), которые связывают развивающуюся структуру со степенными законами в сильно взаимосвязанных системах. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]} Карлсон разработал механизм HOT в начале 2000-х годов и с тех пор применил его к сложным системам, включая иммунную систему, землетрясения, лесные пожары и нейробиологию. HOT представляет собой объединяющую структуру, которая может сочетаться с внешней средой, что отличается от самоорганизованной критичности и грани хаоса . ^{[ 7 ]}

Карлсон использовал вычислительную системную биологию, чтобы понять иммунную систему . ^{[ 10 ]} Она изучает, как иммунная система меняется с возрастом, а также аутоиммунные заболевания и гомеостаз . ^{[ 10 ]} Карлсон работал с Эриком Джонсом над разработкой математической модели, которая может анализировать и прогнозировать взаимодействие кишечных бактерий плодовых мух . Есть надежда, что эта модель сможет объяснить микробиом кишечника человека . ^{[ 11 ]} Их модель продемонстрировала, что взаимодействие между бактериями в кишечнике так же важно для общего здоровья плодовой мухи, как и их присутствие в кишечнике. ^{[ 11 ]}

Она также применила теорию сложности к нейробиологии , определив свойства нейронных сетей , которые защищены у здорового населения. ^{[ 12 ]} Понимание этих сетей могло бы объяснить связь между структурой белого вещества и когнитивной функцией. ^{[ 12 ]} Карлсон пытается объяснить, как нейронные сети участвуют в обучении и памяти, сравнивая их с вычислительными и биологическими структурами обработки информации. ^{[ 12 ]} Карлсон особенно интересуется последовательным обучением; который объединяет новую информацию с предыдущими знаниями. ^{[ 12 ]} Ее работа сочетает вычислительные модели с экспериментальными данными электроэнцефалографии и магнитно-резонансной томографии . ^{[ 12 ]} Она продемонстрировала, что части мозга, которые синхронизируют свою активность при выполнении задач, связанных с памятью, с возрастом становятся меньше, но их становится больше. ^{[ 13 ]}

Применение статистической механики в материаловедении могло бы помочь описать характеристики зернистых материалов . ^{[ 14 ]} Она применяет теорию зон сдвигового преобразования к гранулированным материалам , чтобы описать, как они текут и застревают. ^{[ 14 ]} Эта работа способствует ее исследованиям трения при землетрясениях , законов скорости и состояния и реологического хаоса. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]} Карлсон изучал сложности в нескольких областях физики землетрясений, включая динамический разрыв и суперсдвиг. ^{[ 17 ]} Она разработала алгоритм (высокооптимизированная модель распространения пожара, HFire), который может моделировать распространение лесного пожара, который можно использовать для понимания долгосрочной эволюции лесных экосистем и помогает координировать управление лесами. Она исследовала процесс принятия решений людьми при реагировании на стихийные бедствия, стремясь сделать эвакуацию более безопасной и эффективной. ^{[ 18 ]} Она исследовала компромиссы, возникающие при реагировании на лесные пожары , используя модели экономики, численности населения и распространения пожаров. ^{[ 18 ]} Для этого требуются инструменты динамического принятия решений, поскольку задержки во времени могут привести к увеличению количества пожаров и увеличению спроса на ресурсы. ^{[ 18 ]} Она также изучала, как информационные сети влияют на решения, а также взаимосвязь между распространением информации и социальным обменом. ^{[ 18 ]}

Карлсон также применил теорию сложности к эконофизике . ^{[ 19 ]} эволюция ^{[ 20 ]} и теория управления . ^{[ 21 ]} Она является приглашенным профессором в Институте Санта-Фе . ^{[ 22 ]}

Признание

Карлсон был избран членом Американского физического общества (APS) в 2021 году после номинации Тематической группы APS по статистической и нелинейной физике «за разработку математически строгих, основанных на физике моделей нелинейных и сложных систем, которые существенно повлиял на широкий спектр областей, включая нейробиологию, науку об окружающей среде и геофизику». ^{[ 23 ]}

Ссылки

^ Карлсон, Жан Мари (1988). «Критические свойства спинового стекла на решетке Бете». доктор философии Диссертация . Бибкод : 1988PhDT.......102C .
^ «Лангер, Джеймс С.» History.aip.org . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Бывшие участники | Джеймс Сетна» . sethna.lassp.cornell.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Жан М. Карлсон | www.icb.ucsb.edu» . www.icb.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «БРИ: UCSB» . Brainucsb.herokuapp.com . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Карлсон, Джин М.» Фонд Дэвида и Люсиль Паккард . Проверено 13 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Высокооптимизированная толерантность» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ Карлсон, ноль; Дойл, ноль (13 марта 2000 г.). «Высокооптимизированный допуск: надежность и дизайн в сложных системах» (PDF) . Письма о физических отзывах . 84 (11): 2529–2532. Бибкод : 2000PhRvL..84.2529C . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.2529 . ISSN 1079-7114 . ПМИД 11018927 .
^ «Сети» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Документ без названия» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 13 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Моделирование микробиома» . Новости неврологии . 05.12.2018 . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Нейронаука» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Пропущенные связи: деятельность мозга, связанная с памятью, теряет сплоченность с возрастом» . Новости неврологии . 23 ноября 2016 г. Проверено 14 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б «Гранулированные материалы» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Учредительные законы» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Поиск награды NSF: Премия № 0606092 — Трение, усталость и отказ: многомасштабный подход, связывающий физику, производство и геофизические явления» . www.nsf.gov . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Землетрясения» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д "Катастрофа" . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 13 апреля 2019 г.
^ «Эконофизика» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Экология и лесные пожары» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Теория управления» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Жан Карлсон | Институт Санта-Фе» . www.santafe.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.
^ «Стипендиаты, номинированные в 2021 году Тематической группой по статистической и нелинейной физике» . Архив стипендиатов APS . Американское физическое общество . Проверено 22 октября 2021 г.

[1] Карлсон, Жан Мари (1988). «Критические свойства спинового стекла на решетке Бете». доктор философии Диссертация . Бибкод : 1988PhDT.......102C .

[2] «Лангер, Джеймс С.» History.aip.org . Проверено 14 апреля 2019 г.

[3] «Бывшие участники | Джеймс Сетна» . sethna.lassp.cornell.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[4] «Жан М. Карлсон | www.icb.ucsb.edu» . www.icb.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[5] «БРИ: UCSB» . Brainucsb.herokuapp.com . Проверено 14 апреля 2019 г.

[6] «Карлсон, Джин М.» Фонд Дэвида и Люсиль Паккард . Проверено 13 апреля 2019 г.

[:0-7] Jump up to: ^а ^б «Высокооптимизированная толерантность» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[8] Карлсон, ноль; Дойл, ноль (13 марта 2000 г.). «Высокооптимизированный допуск: надежность и дизайн в сложных системах» (PDF) . Письма о физических отзывах . 84 (11): 2529–2532. Бибкод : 2000PhRvL..84.2529C . doi : 10.1103/PhysRevLett.84.2529 . ISSN 1079-7114 . ПМИД 11018927 .

[9] «Сети» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[:1-10] Jump up to: ^а ^б «Документ без названия» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 13 апреля 2019 г.

[:2-11] Jump up to: ^а ^б «Моделирование микробиома» . Новости неврологии . 05.12.2018 . Проверено 14 апреля 2019 г.

[:3-12] Jump up to: ^а ^б ^с ^д ^и «Нейронаука» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[13] «Пропущенные связи: деятельность мозга, связанная с памятью, теряет сплоченность с возрастом» . Новости неврологии . 23 ноября 2016 г. Проверено 14 апреля 2019 г.

[:4-14] Jump up to: ^а ^б «Гранулированные материалы» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[15] «Учредительные законы» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[16] «Поиск награды NSF: Премия № 0606092 — Трение, усталость и отказ: многомасштабный подход, связывающий физику, производство и геофизические явления» . www.nsf.gov . Проверено 14 апреля 2019 г.

[17] «Землетрясения» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[:5-18] Jump up to: ^а ^б ^с ^д "Катастрофа" . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 13 апреля 2019 г.

[19] «Эконофизика» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[20] «Экология и лесные пожары» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[21] «Теория управления» . веб.физика.ucsb.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[22] «Жан Карлсон | Институт Санта-Фе» . www.santafe.edu . Проверено 14 апреля 2019 г.

[23] «Стипендиаты, номинированные в 2021 году Тематической группой по статистической и нелинейной физике» . Архив стипендиатов APS . Американское физическое общество . Проверено 22 октября 2021 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]