1. ภาพรวม
ยาคอฟ จี. ซีไน (Яков Григорьевич Синайภาษารัสเซีย; เกิด 21 กันยายน 1935) เป็นนักคณิตศาสตร์ชาวรัสเซีย-อเมริกัน ผู้มีชื่อเสียงจากผลงานบุกเบิกเกี่ยวกับ ระบบพลวัต ทฤษฎีเมตริกสมัยใหม่ของระบบพลวัต รวมถึงการเชื่อมโยงระบบเชิงกำหนด (พลวัต) เข้ากับระบบเชิงความน่าจะเป็น (สโตแคสติก) นอกจากนี้เขายังมีส่วนสำคัญในสาขา ฟิสิกส์คณิตศาสตร์ และ ทฤษฎีความน่าจะเป็น ความพยายามของเขาได้วางรากฐานสำหรับการพัฒนาที่สำคัญในวิทยาศาสตร์กายภาพ เขาเป็นศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ตั้งแต่ปี 1993 และนักวิจัยอาวุโสที่ สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแลนเดา ใน มอสโก ประเทศรัสเซีย ตลอดอาชีพการงาน เขาได้รับรางวัลอันทรงเกียรติมากมาย รวมถึง รางวัลเนมเมอร์ส รางวัลวูล์ฟ และ รางวัลอาเบล
2. ชีวประวัติ
ยาคอฟ จี. ซีไน มีเส้นทางชีวิตที่โดดเด่นในฐานะนักคณิตศาสตร์และนักวิชาการ ซึ่งเริ่มต้นจากภูมิหลังครอบครัวนักวิชาการชาวยิวในรัสเซีย และดำเนินไปสู่การเป็นหนึ่งในบุคคลสำคัญที่สุดในสาขาวิชาของเขา
2.1. ชีวิตช่วงต้นและการศึกษา
ชีวิตช่วงต้นของซีไนถูกหล่อหลอมด้วยสภาพแวดล้อมทางวิชาการและการศึกษาอย่างเข้มข้น นำไปสู่การวางรากฐานสำหรับอาชีพทางคณิตศาสตร์อันโด่งดังของเขา
2.1.1. การกำเนิดและภูมิหลังครอบครัว
ยาคอฟ จี. ซีไน เกิดเมื่อวันที่ 21 กันยายน 1935 ในกรุง มอสโก สหภาพโซเวียต (ปัจจุบันคือรัสเซีย) เขาเติบโตในครอบครัวนักวิชาการชาวยิวรัสเซีย พ่อแม่ของเขาคือ นาเดซดา คากัน และ เกรกอรี ซีไน ซึ่งทั้งคู่เป็นนักจุลชีววิทยา ปู่ของเขา เวเนียมิน คากัน เป็นผู้มีอิทธิพลอย่างมากต่อชีวิตของซีไน และดำรงตำแหน่งหัวหน้าภาควิชา เรขาคณิตเชิงอนุพันธ์ ที่ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก
2.1.2. การศึกษาและงานวิจัยเริ่มต้น
ซีไนได้รับปริญญาตรีและปริญญาโทจาก มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก ในปี 1960 เขาได้รับปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกเช่นกัน โดยมี อันเดรย์ คอลโมโกรอฟ เป็นอาจารย์ที่ปรึกษา ร่วมกับคอลโมโกรอฟ เขาแสดงให้เห็นว่าแม้ในระบบพลวัตที่ "คาดเดาไม่ได้" ระดับความไม่แน่นอนของการเคลื่อนที่ก็สามารถอธิบายได้ด้วยคณิตศาสตร์ แนวคิดของพวกเขาซึ่งรู้จักกันในชื่อ เอนโทรปีคอลโมโกรอฟ-ซีไน ระบุว่าระบบที่มีเอนโทรปีเป็นศูนย์สามารถคาดเดาได้อย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ระบบที่มีเอนโทรปีไม่เป็นศูนย์จะมีปัจจัยความไม่แน่นอนที่สัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณเอนโทรปี
2.2. อาชีพทางวิชาการ
เส้นทางอาชีพทางวิชาการของซีไนโดดเด่นด้วยการเปลี่ยนบทบาทที่สำคัญในสถาบันวิจัยและมหาวิทยาลัยชั้นนำ ทั้งในรัสเซียและสหรัฐอเมริกา
2.2.1. อาชีพช่วงต้นและมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก
ตั้งแต่ปี 1960 ถึง 1971 ซีไนเป็นนักวิจัยในห้องปฏิบัติการระเบียบวิธีความน่าจะเป็นและสถิติที่ มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก ในปี 1971 เขายอมรับตำแหน่งนักวิจัยอาวุโสที่ สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแลนเดา ในรัสเซีย ในขณะที่ยังคงสอนที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโกต่อไป เขาต้องรอจนถึงปี 1981 จึงจะได้เป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก ซึ่งอาจเป็นเพราะเขาได้สนับสนุน อะเล็กซานเดอร์ เยเซนิน-วอลปิน กวี นักคณิตศาสตร์ และนักเคลื่อนไหวเพื่อ สิทธิมนุษยชน ที่เป็น ผู้เห็นต่าง ในปี 1968 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงจุดยืนที่หนักแน่นของเขาในประเด็นทางสังคม
2.2.2. สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแลนเดาและมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน
ตั้งแต่ปี 1993 ซีไนได้ดำรงตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านคณิตศาสตร์ที่ มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน ในขณะที่ยังคงรักษาสถานะของเขาที่ สถาบันฟิสิกส์ทฤษฎีแลนเดา ในปีการศึกษา 1997-98 เขาเป็นศาสตราจารย์ Thomas Jones ที่พรินซ์ตัน และในปี 2005 เขาเป็นนักวิชาการ Moore Distinguished Scholar ที่ สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย
2.2.3. กิจกรรมในสถาบันอื่น ๆ และการเข้าร่วมการประชุม
ซีไนได้กล่าวสุนทรพจน์ในการประชุม นักคณิตศาสตร์ นานาชาติถึงสี่ครั้ง และในปี 2000 เขายังเป็นวิทยากรหลักในการประชุมคณิตศาสตร์ละตินอเมริกาครั้งแรกอีกด้วย
3. ผลงานวิจัยสำคัญ
ผลงานวิจัยของซีไนได้วางรากฐานที่สำคัญในหลายสาขาของคณิตศาสตร์และฟิสิกส์คณิตศาสตร์ โดยเฉพาะในด้านระบบพลวัตและทฤษฎีความน่าจะเป็น
3.1. ระบบพลวัตและทฤษฎีเออร์โกดิก
ซีไนได้บุกเบิกงานวิจัยเชิงนวัตกรรมในสาขาระบบพลวัตและทฤษฎีเออร์โกดิก:
- เอนโทรปีคอลโมโกรอฟ-ซีไน:** ร่วมกับ อันเดรย์ คอลโมโกรอฟ เขาแสดงให้เห็นว่าระดับความไม่แน่นอนของการเคลื่อนที่ในระบบพลวัตสามารถอธิบายได้ด้วยคณิตศาสตร์ ระบบที่มีเอนโทรปีเป็นศูนย์สามารถคาดเดาได้อย่างสมบูรณ์ ในขณะที่ระบบที่มีเอนโทรปีไม่เป็นศูนย์จะมีปัจจัยความไม่แน่นอนที่สัมพันธ์โดยตรงกับปริมาณเอนโทรปี
- บิลเลียดของซีไน:** ในปี 1963 ซีไนได้นำเสนอแนวคิดของ บิลเลียดพลวัต หรือ "บิลเลียดของซีไน" ซึ่งเป็นระบบในอุดมคติที่อนุภาคเด้งไปมารอบ ๆ ขอบเขตสี่เหลี่ยมโดยไม่สูญเสียพลังงาน และภายในสี่เหลี่ยมมีกำแพงวงกลมที่อนุภาคจะเด้งออกไป เขาพิสูจน์ว่าสำหรับวิถีเริ่มต้นของลูกส่วนใหญ่ ระบบนี้เป็น เออร์โกดิก นั่นคือหลังจากผ่านไปนาน ๆ ระยะเวลาที่ลูกบอลจะใช้ในพื้นที่ใด ๆ บนโต๊ะจะแปรผันโดยประมาณกับพื้นที่ของบริเวณนั้น นี่เป็นครั้งแรกที่มีการพิสูจน์ว่าระบบพลวัตดังกล่าวเป็นเออร์โกดิก
- สมมติฐานเออร์โกดิก:** ในปีเดียวกันนั้น (1963) ซีไนได้ประกาศการพิสูจน์สมมติฐานเออร์โกดิกสำหรับแก๊สที่ประกอบด้วยทรงกลมแข็ง `n` ลูกที่ถูกจำกัดอยู่ในกล่อง อย่างไรก็ตาม การพิสูจน์ฉบับเต็มไม่เคยได้รับการตีพิมพ์ และในปี 1987 ซีไนได้ประกาศว่าการประกาศนั้นยังเร็วเกินไป ปัญหายังคงเปิดอยู่จนถึงปัจจุบัน
3.2. ฟิสิกส์คณิตศาสตร์และทฤษฎีความน่าจะเป็น
ซีไนมีส่วนสำคัญในฟิสิกส์คณิตศาสตร์และทฤษฎีความน่าจะเป็น:
- ระเบียบวิธีกลุ่มการปรับมาตรฐานของเคนเนธ วิลสัน:** เขาได้วางรากฐานที่เข้มงวดสำหรับระเบียบวิธีกลุ่มการปรับมาตรฐานของ เคนเนธ วิลสัน ซึ่งนำไปสู่รางวัล โนเบลสาขาฟิสิกส์ ของวิลสันในปี 1982
- การวัดแบบกิบบส์:** งานวิจัยของเขายังรวมถึงการวัดแบบ กิบบส์ ในทฤษฎีเออร์โกดิก
- การแบ่งพาร์ติชันแบบมาร์คอฟแบบไฮเปอร์โบลิก:** เขาได้ศึกษาการแบ่งพาร์ติชันแบบ มาร์คอฟ แบบไฮเปอร์โบลิก
- กลศาสตร์แฮมิลตัน:** ซีไนได้พิสูจน์การมีอยู่ของ กลศาสตร์แฮมิลตัน สำหรับระบบอนุภาคอนันต์โดยใช้แนวคิดของ "พลวัตแบบคลัสเตอร์"
- ตัวดำเนินการชเรอดิงเงอร์แบบไม่ต่อเนื่อง:** เขายังได้อธิบายตัวดำเนินการ ชเรอดิงเงอร์ แบบไม่ต่อเนื่องโดยการแปลฟังก์ชันเฉพาะ
- การแบ่งพาร์ติชันแบบมาร์คอฟสำหรับบิลเลียดและแผนที่ลอเรนซ์:** ร่วมกับ บุญนิโมวิช และ เชอร์นอฟ เขาได้พัฒนาการแบ่งพาร์ติชันแบบมาร์คอฟสำหรับบิลเลียดและแผนที่ลอเรนซ์
- การกระจายปัวซงเชิงเส้นกำกับ:** เขาได้ตรวจสอบการกระจาย ปัวซง เชิงเส้นกำกับของช่องว่างระดับพลังงานสำหรับระบบพลวัตที่รวมได้บางประเภท
- สมการนาเวียร์-สโตกส์:** ซีไนได้พัฒนารูปแบบของ สมการนาเวียร์-สโตกส์ ร่วมกับ คานิน, แมททิงลี และ หลี่
4. การชี้นำทางวิชาการและงานเขียน
ยาคอฟ ซีไน ไม่เพียงเป็นนักวิจัยที่โดดเด่น แต่ยังเป็นที่ปรึกษาที่สำคัญและผู้แต่งผลงานวิชาการจำนวนมาก
4.1. การชี้นำงานวิจัย
ซีไนมีบทบาทสำคัญในการพัฒนาผู้สืบทอดทางวิชาการ โดยเขาได้เป็นที่ปรึกษาให้กับนักศึกษาปริญญาเอกมากกว่า 50 คน ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความมุ่งมั่นของเขาในการส่งเสริมคนรุ่นใหม่ในสาขาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์
4.2. หนังสือและบทความสำคัญ
ซีไนได้ประพันธ์บทความวิชาการและหนังสือมากกว่า 250 ชิ้น แนวคิดทางคณิตศาสตร์ที่ตั้งชื่อตามเขา ได้แก่ ทฤษฎีการแยกเฟสของมินลอส-ซีไน, การเดินสุ่มของซีไน, การวัดแบบซีไน-รูลล์-โบเวน และทฤษฎีปิโรกอฟ-ซีไน, ทฤษฎีการปรับสภาพใหม่ของเบลเฮอร์-ซีไน
ผลงานที่โดดเด่นของเขา ได้แก่:
- Introduction to Ergodic Theory (พรินซ์ตัน 1976)
- Topics in Ergodic Theory (พรินซ์ตัน 1977, 1994)
- Probability Theory - an Introductory Course (สปริงเกอร์, 1992)
- Theory of Probability and Random Processes (ร่วมกับ Koralov, ฉบับที่ 2, สปริงเกอร์, 2007)
- Theory of Phase Transitions - Rigorous Results (เพอร์กามอน, อ็อกซ์ฟอร์ด 1982)
- Ergodic Theory (ร่วมกับ Isaac Kornfeld และ เซียร์เกย์ โฟมิน, สปริงเกอร์, Grundlehren der mathematischen Wissenschaften 1982)
- "What is a Billiard?" (Notices AMS 2004)
- "Mathematicians and physicists = Cats and Dogs?" (Bulletin of the AMS 2006, vol. 4)
- "How mathematicians and physicists found each other in the theory of dynamical systems and in statistical mechanics" (ใน Mathematical Events of the Twentieth Century, บรรณาธิการ: Bolibruch, Osipov, & Sinai, สปริงเกอร์ 2006, หน้า 399)
5. รางวัลและเกียรติยศ
ยาคอฟ จี. ซีไน ได้รับการยกย่องอย่างสูงในประชาคมวิทยาศาสตร์ โดยได้รับรางวัลและเกียรติยศมากมายจากผลงานอันโดดเด่นของเขา
5.1. รางวัลทางวิชาการสำคัญ
รางวัลสำคัญที่ซีไนได้รับตามลำดับเวลา ได้แก่:
- เหรียญโบลต์ซมันน์ (1986)
- รางวัลไฮน์มันสำหรับฟิสิกส์คณิตศาสตร์ (1990)
- เหรียญดิแรก (ICTP) (1992)
- รางวัลวูล์ฟในสาขาคณิตศาสตร์ (1997)
- รางวัลเนมเมอร์ส (2002) สำหรับงาน "ปฏิวัติ" ของเขาในระบบพลวัต, กลศาสตร์สถิติ, ทฤษฎีความน่าจะเป็น และฟิสิกส์สถิติ
- รางวัลลากรองจ์ (2008)
- รางวัลอองรี ปวงกาเร (2009)
- รางวัลเลรอย พี. สตีล สำหรับความสำเร็จตลอดชีพ (2013)
- รางวัลอาเบล (2014) จาก สถาบันวิทยาศาสตร์และอักษรศาสตร์แห่งนอร์เวย์ สำหรับการมีส่วนร่วมของเขาในระบบพลวัต, ทฤษฎีเออร์โกดิก และฟิสิกส์คณิตศาสตร์ รางวัลนี้มาพร้อมกับเงิน 6.00 M NOK ซึ่งเทียบเท่ากับประมาณ 1.00 M USD หรือ 600.00 K GBP ในเวลานั้น จอร์แดน เอลเลนเบิร์ก กล่าวในการมอบรางวัลว่า ซีไนได้แก้ไขปัญหาทางฟิสิกส์ในโลกแห่งความเป็นจริง "ด้วยจิตวิญญาณของนักคณิตศาสตร์" เขายังได้ยกย่องเครื่องมือที่ซีไนพัฒนาขึ้น ซึ่งแสดงให้เห็นว่าระบบที่ดูแตกต่างกันนั้นอาจมีความคล้ายคลึงพื้นฐานกันได้อย่างไร
- รางวัลมาร์เซล กรอสส์แมน (2015)
5.2. สมาชิกภาพและเกียรติยศ
ซีไนเป็นสมาชิกของสถาบันสำคัญหลายแห่ง เช่น สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติสหรัฐอเมริกา, ราชบัณฑิตยสภาแห่งรัสเซีย และ สถาบันวิทยาศาสตร์ฮังการี เขายังเป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของ สมาคมคณิตศาสตร์ลอนดอน (1992) และในปี 2012 เขาก็ได้เป็นสมาชิกของ สมาคมคณิตศาสตร์อเมริกัน ซีไนได้รับเลือกให้เป็นสมาชิกกิตติมศักดิ์ของ สถาบันศิลปะและวิทยาศาสตร์อเมริกัน (1983), สถาบันวิทยาศาสตร์บราซิล (2000), อาคาดีเมีย ยูโรเปอา, สถาบันวิทยาศาสตร์โปแลนด์ และ ราชสมาคมแห่งลอนดอน นอกจากนี้ เขายังได้รับปริญญากิตติมศักดิ์จาก มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีและเศรษฐศาสตร์บูดาเปสต์, มหาวิทยาลัยฮีบรูแห่งเยรูซาเลม, มหาวิทยาลัยวอริก และ มหาวิทยาลัยวอร์ซอ
6. ชีวิตส่วนตัว
ยาคอฟ ซีไน แต่งงานกับ เอเลนา บี. วูล นักคณิตศาสตร์และนักฟิสิกส์ ทั้งคู่ได้เขียนบทความร่วมกันหลายฉบับ
7. การประเมินและอิทธิพล
ผลงานทางวิชาการของยาคอฟ ซีไนได้รับการประเมินและมีอิทธิพลอย่างลึกซึ้งต่อการพัฒนาวิทยาศาสตร์สมัยใหม่และนักวิทยาศาสตร์รุ่นหลัง
7.1. การประเมินทางวิชาการ
ในปี 2005 วารสารคณิตศาสตร์มอสโก ได้อุทิศฉบับหนึ่งให้กับซีไน โดยเขียนว่า "ยาคอฟ ซีไน เป็นหนึ่งในนักคณิตศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในยุคของเรา... ความกระตือรือร้นทางวิทยาศาสตร์อันโดดเด่นของเขาได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์หลายรุ่นทั่วโลก" สิ่งนี้สะท้อนให้เห็นถึงผลกระทบอย่างลึกซึ้งที่เขามีต่อการพัฒนาคณิตศาสตร์และฟิสิกส์สมัยใหม่
7.2. อิทธิพลต่อคนรุ่นหลัง
ทฤษฎีและระเบียบวิธีที่ซีไนพัฒนาขึ้นได้ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในการวิจัยในภายหลัง ความกระตือรือร้นทางวิชาการและความสามารถของเขาในการแก้ไขปัญหาทางฟิสิกส์ที่ซับซ้อนด้วยแนวทางทางคณิตศาสตร์ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับนักวิทยาศาสตร์หลายรุ่น ทำให้งานของเขากลายเป็นรากฐานที่สำคัญสำหรับการสำรวจทางวิทยาศาสตร์ในอนาคต