Население растет и уменьшается; планеты безжалостно вращаются вокруг Солнца. На первый взгляд планеты и население не имеют ничего общего друг с другом. Действительно, они изучаются совершенно разными отраслями науки. Планеты изучаются разделом физики-астрономией; популяции живых организмов изучаются разделом биологии-популяционной экологией. И эти две дисциплины имеют мало общего. Любое предположение о том, что одна теория описывает как движение планет, так и рост населения, безусловно, ошибочно.
Однако есть некоторое сходство между планетами и населением.
Начнем с того, что законы природы должны действовать повсюду во Вселенной. Мы ожидаем, что планеты в далеких галактиках будут управляться теми же естественными законами, что и наша Земля. И мы ожидаем, что теории роста населения будут справедливы для всех странных существ, населяющих эти далекие планеты, точно так же, как эти теории справедливы для кроликов, бактерий и людей здесь, на Земле.
Во-вторых, и планеты, и население способны к периодическому поведению. Планеты прослеживают эллиптические орбиты вокруг Солнца и (более или менее) повторяют эти орбиты, занимая (более или менее) один и тот же период времени для завершения каждого цикла. Обилие определенных популяций также может периодически увеличиваться и уменьшаться, так что число организмов циклически изменяется между экстремальными значениями в течение некоторого (более или менее) фиксированного периода времени.
Конечно, механизмы в каждом случае совершенно разные, но на каком-то уровне есть поразительное сходство между планетами и, по крайней мере, определенными типами населения. На самом деле, математически различия между орбитами и циклами довольно незначительны. Это говорит о том, что мы можем найти разработки в одной области науки, которые дают полезные подсказки для новых способов взглянуть на другую.
В частности, мы могли бы найти полезные подсказки в физике для соответствующей концептуальной основы для принятия в популяционной экологии. Именно это последнее предположение мы и исследуем в данной книге. Однако мы должны сделать абсолютно ясным, что мы не думаем, что население буквально растет так же, как двигаются тела. На самом деле, это даже не имеет смысла.
Мы предполагаем, что понимание того, почему определенные достижения в физике были столь успешны, поможет нам сделать аналогичные шаги в развитии популяционной экологии. Мы используем планетарные орбиты как центральную и важную метафору, чтобы направлять нас в размышлениях о таких вещах. Однако наша конечная цель состоит в том, чтобы обрисовать некоторые последние достижения в области популяционной экологии и предложить, чтобы мы возможно, мы находимся на пороге открытия некоторых общих принципов, регулирующих рост населения.
Как движутся планеты
Как мы уже упоминали, наша центральная аналогия - это орбиты планет. В частности, мы берем пример с некоторых достижений в области физики примерно в 17 веке. Чрезвычайно важное изменение перспективы было предсказано Галилеем и Ньютоном, которые рассматривали равномерное движение как случай по умолчанию. Мы будем называть это инерциальным взглядом. В то время общепринятой мудростью было аристотелевское представление о том, что покой-это состояние по умолчанию для всех тел.
Итак, согласно Аристотелю, если тело находится в движении, то на него должна действовать некая сила. Однако, согласно инерционному взгляду, движущееся тело оставалось бы в движении (из-за инерции), если бы на него не действовала сила. С точки зрения Аристотеля, силы приводят к возникновению скоростей, тогда как с точки зрения инерции силы приводят к изменению скоростей (или ускорений).
В настоящее время трудно оценить, насколько радикальным было введение инерциального взгляда Галилея и Ньютона. Прозрение Галилео-Ньютона было особенно поразительным, потому что их взгляд, казалось, летел в лицо почти всему нашему повседневному опыту. В конце концов, даже на идеально ровной поверхности движущиеся шары останавливаются, если их не поддерживает какая-то внешняя сила.
Отдых действительно кажется естественным состоянием вещей. Но теперь подумайте о некоторых вещах, которые, кажется, не имеют тенденции замедляться, например, о планетах. Как же получается, что планеты продолжают вращаться вокруг Солнца? Согласно аристотелевской точке зрения, они должны быть поддержаны какой-то силой. Более того, эта сила должна постоянно менять направление движения, чтобы удержать их на орбите. Им нужна, так сказать, "рука Божья".
Согласно инерциальному взгляду, планеты не нуждаются в какой-либо внешней силе, чтобы поддерживать их движение, но их постоянное изменение скорости требует некоторого объяснения.
Продолжение следует...