Инстинкт и социальное поведение

Процессы эволюции, о которых идет речь, протекают очень медленно. Земля кажется неподвижной, потому что изменение геологических формаций занимает много миллионов лет, и лишь внезапные катастрофы, вроде горных обвалов и вулканических извержений, наглядно свидетельствуют о динамике земной коры. Виды существуют миллионы лет – все известные нам дикие животные несравненно превосходят наш вид своей древностью – но даже homo sapiens насчитывает около двухсот тысяч лет. Виды медленно меняются; это можно заметить в случае долгоживущих видов с достаточным числом ископаемых остатков. В неблагоприятных условиях виды нередко вымирают, причем такие биологические катастрофы могут быть внезапными: таким образом вымерли динозавры, скорее всего вследствие космического воздействия на поверхность Земли. Но общая картина изменения видов напоминает медленные процессы геологии: недаром геологические периоды связываются с определенными формами жизни. Даже культуры, характерное время изменения которых составляет сотни или тысячи лет, кажутся неподвижными в своей сложившейся традиции: люди сохраняют из поколения в поколение одни и те же обычаи, говорят на том же языке, повинуются тем же властям. Революции и гражданские войны по отношению к продолжительности существования культур составляют столь же редкие явления, как геологические катастрофы или внезапное вымирание видов.

Медленные процессы эволюции, в обычном течении которых трудно заметить изменения, можно назвать «квазистатическими». Конечно, полная неизменность в природе не встречается, но с достаточным приближением можно считать некоторые структуры постоянными. Это вовсе не значит, что в таких системах не действуют внутренние силы. Например, геологическая система находится под действием огромной силы тяготения; ее неподвижность означает, по законам механики, что эта сила уравновешивается силой давления лежащих ниже слоев земной коры. Внутренние напряжения в породе очень велики, но незаметны, поскольку не вызывают движения.

Если не считать редких катастроф, эволюцию системы можно представить себе следующим образом. Поскольку равновесие сил, действующих на части системы, все время нарушается по случайным причинам, система испытывает непрерывные медленные изменения, компенсирующие изменение действующих сил. Эти изменения, происходящие внутри системы, обычно не поддаются наблюдению, но со временем могут стать значительными. Когда они достигают определенной величины, происходит катастрофа – разрушение системы или ее частей, резко меняющее конфигурацию системы и действующие в ней силы. Научное описание таких явлений стало возможно – в самых простых случаях – совсем недавно; примечательно, что необходимые для этого математические средства выходят за пределы математической физики Ньютона: это так называемая теория катастроф, где применяются методы дифференциальной топологии.

В центре внимания этой дисциплины находятся особые состояния системы – так называемые критические точки. Пока система не достигает такого состояния, она изменяется непрерывно, по законам, напоминающим классическую механику. Но если система входит в критическую точку, ее дальнейшее изменение зависит от не поддающихся учету небольших случайных воздействий и становится непредсказуемым. Например, тяжелое тело, находящееся на горном склоне, под действием силы тяжести скатывается по вполне определенному пути, который можно точно предсказать по начальному положению. Но если оно начинает движение с седловой точки перевала (см. рисунок), где оно находится в неустойчивом положении равновесия P, то оно может скатиться в двух разных направлениях (РА и РВ). При любом другом начале движения путь тела мало меняется от небольшого изменения начального положения. Но при исходном положении Р сколь угодно малое воздействие приводит к тому, что тело движется в разные стороны и со временем приходит в разные места.

(рисунок 4)

Такие критические точки были давно известны в механике под названием «точек бифуркации»[От лат. bi, означающего "удвоение", и furca - "двурогие вилы"]. Их систематическое изучение и классификация составляют предмет теории катастроф.