Математическое моделирование в экологии:
Историко-методологический анализ

Заключение

Итак, если каждый из нас в отдельности, как индивидуальная личность, вряд ли в чем-то превосходит среднего грека эпохи Сократа, то наше коллективное существование, наша техническая цивилизация в целом — лучше ли, чем цивилизация Древней Греции? Действительно, у нас есть немалые материальные преимущества. Если де Кюстин поспешил уехать из России ранней осенью, опасаясь суровости русской зимы (впрочем, может быть также и доноса от корреспондента Министерства народного просвещения Я. Толстого), то ведь в наших современных железобетонных жилищах царит вечное лето. (Кроме, разумеется, тех случаев, когда происходит авария теплотрассы.) Сократ у Ксенофонта рассуждает о том, как хорошо провести зиму в деревне, пользуясь теплыми ваннами и иными деревенскими преимуществами (явно названы лишь теплые ванны). А современный городской житель имеет возможность в любое время принять теплую ванну — теоретически всегда, а практически довольно часто, исключая лишь случаи какой-нибудь аварии или профилактического ремонта. Можно упомянуть и о том, что за сравнительно небольшое количество долларов легко в считанные часы перенестись из Москвы в Нью-Йорк (если, разумеется, из-за какой-нибудь технической неполадки этот полет не закончится плохо). В общем, техническое могущество, доступное не только государству, но и в какой-то мере каждому отдельному человеку, налицо.

Как же мы пользуемся этим могуществом? Большинство населения земного шара добровольно сосредоточилось в городах, ну а город — это всегда зона экологического бедствия. Речь идет не столько о загрязнении и отравлении среды обитания (к этому человечество, как самый выносливый биологический вид, в какой-то мере приспособилось). Но в городе попросту тесно жить. Население страдает от тесноты и высчитывает квадратные метры жилой площади, а речь-то идет не столько о площади квартиры, сколько о том, что человеку для нормальной жизни нужна на порядок большая площадь земли, чем можно иметь в городе. Ведь достойная свободного и разумного человека постановка вопроса о жилой площади следующая: если тебе мало места в том доме, в котором ты живешь, то построй себе своими руками другой дом, попросторнее. Но где же его построить — на голове у соседа что ли? Кстати, что касается России, то у нас места вообще-то много. Стоит только взглянуть на карту Московской области, как мы увидим, что подавляющая часть ее площади закрашена зеленым цветом. Это леса, в которых никто не живет. А современное городское население, которое каждый день ходит на работу, пользуется этими лесами не чаще, чем Сократ теплыми ваннами. Но не приходится рассчитывать на то, что городское население в ближайшем будущем рассредоточится: это по многим причинам технически невозможно. Вот и получается, что, сильно страдая от тесноты, население добровольно и в массовом порядке применяет жесткие средства ограничения рождаемости.

С другой стороны, в городе много хорошего. Ведь ни в глухой тайге, ни в деревне нельзя создать Объединенного института ядерных исследований или медицинского центра, в котором можно сделать операцию аорто-коронарного шунтирования, и даже университета или филармонии. И вот, сама возможность жизни для городского населения и для существования многих прекрасных достижений цивилизации ключевым образом зависит от поддержания научно-технического потенциала. Причем одного поддержания мало: например, если не будет существенного прогресса в области энергетики, то доступные энергоносители в обозримое время будут исчерпаны.

Энергетическая проблема, проблема промышленных (и бытовых) отходов и другие насущные проблемы цивилизации непосредственно связаны с проблемами экологии. Интересно поэтому на примерах из любой области посмотреть, каким научным потенциалом мы обладаем для решения неотложных проблем. В данной книге в качестве таких примеров выбраны математические модели экологии, но ситуация носит, как нам кажется, общий характер. Она заключается в том, что в любой науке, которая претендует на какие-то количественные выводы, исследование проблемы (по крайней мере, на начальном этапе, но нередко и на других этапах тоже) определяется своеобразным математическим мистицизмом. Правда, слова «мистико-математическое описание» ученый из другой области (биолог) склонен скорее употреблять в ругательном смысле (см. об этом 5-ю главу книги), но... в любом случае дело кончается тем неоспоримым аргументом, что другой, более совершенной науки нет. Например, во второй половине 19-го века, когда стремительными темпами создавались научно-технические основы нашей современной цивилизации, в массовом сознании интеллигенции торжествовал материализм. Но чем же занимались сами создатели этих основ и среди них знаменитый Генрих Герц? А они, как Фауст, «замирали, в лица духов глядя» (см. высказывание Г. Герца в 8-ой главе). Автономные системы главы 4-ой не случайно подаются нами в историко-религиозных терминах.

Мистика качественной теории дифференциальных уравнений сменяется в экологии 60-х годов нашего века мистикой электронных вычислительных машин. Та и другая укрепляются в общем мнении вопреки очевидным и хорошо известным фактам — в рамках принципа «верую потому, что нелепо». Ведь соображения о неизбежной неавтономности любых уравнений, описывающих реальные экосистемы, которые мы излагаем в главе 4-ой, всегда были совершенно очевидными. То же относится к соображениям о недостаточной точности описания динамики «в малом», которые приведены в главе 5. Но мистическая красота чарует. В одном случае это чисто математическая красота качественной теории дифференциальных уравнений, в другом — математика отходит несколько в тень, а на первый план выступает мистика сложного и совершенного электронного устройства. Кстати, в последнем случае мистика получает свое словесное оформление в виде так называемой «теории систем» или «системного анализа», но математический уровень этих теоретических построений невысок, и они стали объектом насмешек той части публики, которая воспитана на физико-математических образцах.

Вопрос об изучении статистических связей между динамикой численностей различных биологических видов вполне мог бы быть поставлен в 60-е годы. Например, он мог бы перекочевать из эконометрики, которая давно занималась подобными вещами. Но мистика еще не созрела. Потребовалось сначала осознать математические красоты детерминированного хаоса, чтобы модели со случайными вмешательствами стали систематически изучаться в экологии (предмет главы 6-ой, а в одном частном научном вопросе — главы 7-ой). Вероятно, у этих моделей есть шансы на скромное, но приличное будущее, так как в каких-то случаях их возможно с пользой применить для описания реальных процессов. Впрочем, наверное это будущее окажется достаточно скромным — не более блестящим, чем, скажем, сложившееся положение в эконометрике, которая в слишком многих случаях бессильна помочь в понимании реальных экономических процессов.

В общем, наука, от достижений которой так много зависит в делах государственных и даже общечеловеческих, творится благодаря любознательности отдельных лиц, как об этом свидетельствуют древние и современные высказывания от Р. Декарта до Л. А. Арцимовича. Декарт ведь говорил, что если бы нашелся ученый, от разработок которого явно зависело бы счастье человечества, то лучшее, что могло бы сделать общество, — это предоставить ему необходимые средства для производства экспериментов, а в остальном оставить в покое. Арцимович — один из руководителей мирного термоядерного проекта (не удавшегося — к большому сожалению для человечества) — сказал, что наука — это самый лучший и современный способ для удовлетворения любознательности отдельных лиц за счет государства.

Тем интереснее и важнее становятся работы по истории и философии науки. В настоящее время история и философия как бы вырываются за свыше предустановленные рамки — заниматься лишь изучением прошлого опыта. Конкретное содержание любой науки в настоящее время весьма сложно и противоречиво. К естественному авторскому стремлению преувеличить достигнутые результаты прибавляется много социальных факторов. Поэтому реальная оценка — что в самом деле достигнуто, а что нет — немыслима без специального исследования. Каким же может быть жанр подобного исследования? Очевидно, что лишь историко-философским.

Действительно, вспомним политический лозунг — «достижение наиболее полного удовлетворения постоянно растущих материальных и культурных потребностей советских людей». Кто же, кроме историка и/или философа решится сказать, что некоторые потребности, допустим, надо удовлетворить, но зато другие — ограничить. Ведь основной вывод из данной книги состоит в том, что «постоянно растущие» удовлетворить нельзя за недостатком ресурсов и что наука эти ресурсы вряд ли изыщет. Ну а теперь это мнение, наряду с другими, должно поступить в общий великий котел, в котором варится будущее нашей цивилизации, и уж что-нибудь из этого варева, наверное, выйдет.