Общество, где не удовлетворяются простейшие физиологические нужды человека, часто равнодушно к экологическим бедствиям. Но в наше время, когда прямая угроза голода в большинстве стран исчезает из общественной жизни, экологические условия начинают играть все большую роль, и вокруг них – больше, чем вокруг экономических проблем – будут развиваться социальные конфликты. Это оправдывает особое внимание к экологии в предлагаемой книге. При этом экономика приобретает новое значение, поскольку экологические объекты, ценность которых начинают осознавать, неизбежно становятся рыночным товаром, часто более желанным для потребителя, чем все другие.
Мы не предполагаем у читателя никаких знаний об экологии, экономике или политических системах. Этим вопросам посвящены отдельные циклы нашего изложения. При этом мы старались сделать каждый из этих циклов законченным и внутренне убедительным, подчеркивая взаимодействие описываемых структур.
Методы математического моделирования применяются в этой книге к биологическим и общественным системам, что нередко вызывало возражения. Некоторые философы, настаивая на особой сложности этих систем, подчеркивали традиционное противопоставление "точных" и "неточных" наук. Такое деление наук высмеял крупнейший биолог нашего века Конрад Лоренц. Достоверность научных результатов зависит не от степени применения математики, а от строгости постановки задач и оценки результатов. Методы математики, конечно, проникают в каждую науку по мере ее развития. Они давно уже доказали свою полезность в экономической науке. Роль математики в биологии также возрастает: на наших глазах возникает теоретическая биология, напоминающая теоретическую физику систематическим применением математики. В экологии этот процесс принес уже важные результаты. Мы умеем теперь понять функционирование биоценозов – естественных сообществ растений и животных. Необходимые для этого расчеты напоминают скорее методы физики твердого тела, чем небесной механики. Это относится также к системам, состоящим из промышленных предприятий с их природным окружением, от которых зависит выживание человека. Для таких расчетов часто бывает полезен применяемый в этой книге метод "фазовых портретов". Он восходит к предложенному Ньютоном "методу быстрейшего спуска" и, следовательно, так же стар, как дифференциальное исчисление. Мы применяем только элементарную математику, да и то в умеренных пределах, иллюстрируя наше изложение множеством рисунков. В двух или трех местах сделаны добавления, напечатанные мелким шрифтом, где используются методы высшей математики. Эти места могут быть опущены читателем без ущерба для понимания основного содержания книги.
Глава 1 представляет введение в экологию и в метод фазовых портретов на материале популяций насекомых с ежегодной сменой поколений. Такие популяции поддаются полной классификации, служащей образцом будущей популяционной экологии. В главе 2 рассматривается динамика промышленного загрязнения, весьма напоминающего нашествия насекомых и исследуемого тем же методом фазовых портретов. Глава 3 говорит о методах борьбы с экологическим ущербом – о серьезных и несерьезных штрафах. В главе 4 мы переходим от "локальной" экологии к "глобальной", ограничиваясь здесь тремя динамическими процессами: потреблением энергии, ростом народонаселения и "парниковым эффектом". В этой же главе дается сравнительная экологическая оценка разных видов энергии.
Главы 5 – 8 составляют "экономический цикл". В главе 5 дается новое изложение теории свободного рынка и образования цен, восходящей к Адаму Смиту. При этом от читателя не требуется никакого знакомства с экономической наукой. Глава 6 содержит новую теорию продаж и рекламы. В главе 7 описывается рынок рабочей силы в его нынешнем виде и формирование заработной платы. Глава 8 резюмирует проблему безработицы, в особенности появление класса хронически безработных.
Глава 9 стоит на границе экологии и экономики: в ней описывается конкуренция между двумя видами эксплуатации природных ресурсов.
Глава 10, пограничная между экологией и социальной психологией, объясняет долговременные экологические мотивы населения.
Глава 11 посвящена "космической" экологии и ее "земным" применениям. Здесь рассказывается об уникальном эксперименте красноярских биофизиков – искусственных замкнутых биосферах. Полученные результаты могут быть применены не только в Космосе, но и в земных условиях – рассматривая Землю как большой космический корабль.
Глава 12 содержит "политический цикл", в том числе анализ избирательных процедур и некоторые новые процедуры голосования, устраняющие искажение воли избирателей.
В Заключении говорится о неэкономической мотивации человеческого поведения. Такая мотивация, которую мы называем "творческой", в наше время подавляется рыночными стимулами, но ей принадлежит будущее – если только нашему виду суждено выжить.
Параграф о проверке результатов выборов с помощью закона Ципфа – Парето написан, по нашей просьбе, В.Г. Суховольским, впервые применившим этот метод к избирательным процедурам. Мы благодарны ему также за критику остальной части последней главы, за которую несем ответственность только мы.
Мы благодарим И.И. Гительзона, внимательно прочитавшего всю книгу и сделавшего ряд замечаний и поправок.
В.В. Межевикин помог нам своими консультациями по биохимии, что позволило уточнить изложение главы об искусственных биосферах. Мы благодарны ему за внимание к нашей книге и положительную оценку ее мотивов.
Неоценимую помощь оказал нам также В.А. Слепков, критические замечания которого особенно повлияли на изложение главы о свободном рынке.
Мы начнем с простейшей модели, позволяющей понять ряд важных проблем: стабилизацию популяций, циклические процессы в популяциях и вспышки массового размножения. Как мы увидим, эта модель позволяет без вычислений, с помощью простых графиков описать и прогнозировать внезапное многократное возрастание численности популяции, которое и называется "вспышкой массового размножения". В некоторых случаях такие вспышки провоцировал человек, привозя новые виды животных и растений в страны, где отсутствовали условия, регулирующие их численность, – например, где у них не было естественных врагов: так произошло в Австралии размножение кролика, ввезенного туда европейскими колонистами, или в Европе и Азии размножение американского вредителя картофеля – случайно завезенного колорадского жука. Но надо иметь в виду, что такие вспышки размножения были всегда, и независимо от человека: это общее явление природы, как можно видеть в общеизвестных нашествиях мышей, леммингов или саранчи.
