Jean M. Carlson - Jean M. Carlson - Wikipedia

Jean Marie Carlson (narozen 1962) je profesorem Složitost na University of California, Santa Barbara. Studuje robustnost a zpětnou vazbu ve vysoce propojených složité systémy, které mají aplikace v různých oblastech včetně zemětřesení, požárů a neurovědy.

raný život a vzdělávání

Carlson studoval elektrotechnika a počítačová věda na Univerzita Princeton a promovala v roce 1984. Přestěhovala se do Cornell University za postgraduální studium a magisterský titul aplikovaná fyzika 1987. V roce 1987 přešla na teoretická fyzika kondenzovaných látek za doktorské studium a doktorát ukončila v roce 1988. Pracovala pod vedením James Sethna na točit sklo model v Bethe Lattice. ^[1] Carlson pracoval v Kavliho ústav pro teoretickou fyziku jako postdoktorand s James S.Langer.^[2][3]

Výzkum a kariéra

Carlson byl jmenován na fakultu University of California, Santa Barbara v roce 1990. Pracuje na základní teorii a aplikacích složité systémy.^[4][5] Získala a David a Lucile Packard Foundation stipendium v ​​roce 1993, které jí umožnilo studovat fyzikální a matematické principy, které jsou základem složitosti.^[6] Carlson používá vysoce optimalizovaná tolerance (HOT) metody, které spojují vyvíjející se strukturu s energetickými zákony ve vysoce propojených systémech.^[7][8][9] Carlson vyvinul mechanismus HOT na počátku dvacátých let 20. století a od té doby jej aplikuje na složité systémy včetně imunitního systému, zemětřesení, požárů a neurovědy. HOT představuje sjednocující rámec, který se může spojit s externími prostředími, která se liší od sebeorganizovaná kritičnost a okraj chaosu.^[7]

Carlson použil biologii výpočetních systémů k pochopení imunitní systém.^[10] Studuje, jak se imunitní systém mění s věkem a také automimunní onemocnění a homeostáza.^[10] Carlson pracoval s Ericem Jonesem na vývoji matematického modelu, který dokáže analyzovat a předpovídat interakce v systému střevní bakterie z ovocné mušky. Doufáme, že tento model bude schopen vysvětlit člověka střevní mikrobiom.^[11] Jejich model prokázal, že interakce mezi bakteriemi ve střevě jsou pro celkové zdraví ovocné mušky stejně důležité jako jejich přítomnost ve střevě.^[11]

Teorii složitosti aplikovala také na neurovědy, identifikace vlastností neurální sítí které jsou chráněny u zdravé populace.^[12] Pochopení těchto sítí by mohlo vysvětlit souvislost mezi strukturou bílé hmoty a kognitivní funkcí.^[12] Carlson se snaží vysvětlit, jak jsou neurální sítě zapojeny do učení a paměti, a to jejich porovnáním se strukturami zpracování výpočetních a biologických informací.^[12] Carlson se zvláště zajímá o sekvenční učení; který kombinuje nové informace s předchozími znalostmi.^[12] Její práce kombinuje výpočetní modely s experimentálními daty z elektroencefalografie a magnetická rezonance.^[12] Ukázala, že části mozku, které synchronizují svou aktivitu během úloh souvisejících s pamětí, se stárnou, ale s přibývajícím věkem se zmenšují.^[13]

Aplikace statistická mechanika na věda o materiálech může pomoci popsat vlastnosti zrnité materiály.^[14] Ona platí zóna smykové transformace teorie do zrnitý materiál popsat, jak proudí a zasekávají se.^[14] Tato práce přispívá k jejímu studiu tření v poruchy zemětřesení, sazby a státní zákony a reologický chaos.^[15][16] Carlson studoval složitost v několika oblastech fyziky zemětřesení, včetně dynamické ruptury a supershear.^[17] Vyvinula algoritmus (High Optimized Tolerance Fire Spread Model, HFire), který dokáže modelovat šíření lesního požáru, který lze použít k pochopení dlouhodobého vývoje lesních ekosystémů a pomoci při koordinaci lesního hospodářství. Zkoumala lidské rozhodování v reakci na katastrofy ve snaze zvýšit bezpečnost a účinnost evakuací.^[18] Zkoumala kompromisy, ke kterým došlo v blesk reakce pomocí modelů ekonomiky, populace a šíření požáru.^[18] To vyžaduje dynamické rozhodovací nástroje, protože časová zpoždění mohou mít za následek více požárů a poptávku po zdrojích.^[18] Studovala také, jak informační sítě ovlivňují rozhodnutí, a vztah mezi šířením informací a sociálním sdílením.^[18]

Carlson také aplikoval teorii složitosti na ekonofyzika,^[19] vývoj^[20] a teorie řízení.^[21] Je držitelkou hostujících profesur na adrese Institut Santa Fe.^[22]

Reference