Направления и концепции современного естествознания, страница 2

Пусть в некотором замкнутом районе живут зайцы численностью  и рыси — . Зайцы питаются растительной пищей, которой всегда в достатке. А рыси питаются только зайцами. ,  — функции времени.

1. отсутствуют рыси, тогда справедливо уравнение

 ;                                                (1)

2. отсутствуют зайцы

 ;                                               (2)

 — коэффициент естественного прироста,

 — коэффициент естественной смертности.

Чем больше , тем меньше . Частота встреч характеризуется величиной, пропорциональной

,                                                           (3)

.                                             (4)

(3–4) можно записать в более общем виде:

,

,

 — нередко интерпретируют как количество жертв (биомасса), потребляемых одним животным за единицу времени. Причём -я часть получаемой из биомассы энергии тратится на воспроизводство, а остальное — на поддержание основного обмена.

Существует несколько видов возможных функций . Например, для многих моллюсков (бессознательно набивают желудок):

Для беспозвоночных и хищных рыб:

Для позвоночных со способностью к обучению:

Существует неопределённость, связанная с начальными данными и знанием кинетических констант. Эта неполнота информации частично может быть компенсирована путём введения в моделируемую систему случайных величин. Пусть, например, случайным образом определён параметр . Тогда для уравнения () можно записать:

, где  характеризует процесс броуновского движения интенсивностью .

Популяции многих видов

Если имеются  видов, то модель сообщества имеет вид:

 .

Одна из таких моделей:

,

 — коэффициент естественного прироста/смертности особей -го вида при отсутствии других видов;

 () — показатель, характеризующий действие -го вида на -ый;

 — внутривидовое взаимодействие.

.

Часто эти уравнения не решаются, а исследуются на устойчивость (теория малых возмущений). Строится фазовый портрет. (, ).

В плане устойчивого развития сообщества на конференции принят ряд решений:

• стабилизация численности;
• отказ от излишеств потреблений;
• минимизация удельных расходов сырья при всех видах производства;
• экологизация (производства, транспорта, быта);
• мониторинг (непрерывное наблюдение);
• мощное вовлечение науки в решение проблем.

Что касается науки: её развитие нередко оборачивается бедой (Чернобыль хотя бы). Однако по основным вопросам главная ставка делается на технологии сохранения жизни на Земле.

Сейчас население Земли —  млрд. Прирост за последние 10 лет —  млрд.

Пирамида возрастов:

                  

Чтобы содействовать разработке технологий сохранения и устойчивого развития жизни на Земле необходимо, как минимум:

• понимать истинное положение дел и состояние природы;
• мониторинг;
• математические модели, с помощью которых можно осуществить ход локальных и глобальных процессов взаимодействия человека с окружающей средой;
• развивать ресурсо- и энергосберегающие технологии;
• решать вопросы гуманизации.

Глобальный эволюционизм

В настоящее время формируется принципиально новый подход к рассмотрению физической картины мира. Его суть: материя во всех её проявлениях находится в процессе эволюционного преобразования. Большую роль здесь сыграла теория Большого Взрыва. Представление о стационарности Вселенной сменилось представлением о нестационарном расширении Вселенной.

Из теории Большого Взрыва следует:

1. представление об исторических процессах и понимании современного облика Вселенной;
2. объяснение происхождения химических элементов;
3. механизм эволюционного отбора живых организмов, начиная от формирования ключевых химических соединений углерода, водорода, кислорода, азота, серы, фосфора.

Главным принципом предбиологической эволюции химических элементов является способность образовывать различные по прочности и мобильности химические связи.

Фридман, Зельдович, Гамов