Es de esperar que la ley de la evolución orgánica tome la forma de que vaya acompañada a largo plazo de la disminución de alguna función, análoga al potencial termodinámico, de los parámetros que definen el estado físico del sistema en su conjunto.
Alfred James Lotka fue un matemático estadounidense, químico físico y estadístico, famoso por su trabajo en dinámica de poblaciones y energética. Biofísico estadounidense, Lotka es más conocido por su propuesta del modelo depredador-presa, desarrollado simultánea e independientemente de Vito Volterra. El modelo de Lotka-Volterra sigue siendo la base de muchos modelos utilizados en el análisis de la dinámica de poblaciones en ecología.
Vida
Lotka nació en Lwów, Austria-Hungría, ahora en Ucrania, de padres polaco-estadounidenses. Sus padres, Jacques y Marie Doebely Lotka, eran ciudadanos estadounidenses. Obtuvo su B.Sc. en 1901 en la Universidad de Birmingham, Inglaterra, realizó trabajo de postgrado en 1901-02 en la Universidad de Leipzig, recibió un M.A. en 1909 en la Universidad de Cornell y un D. Sc. en la Universidad de Birmingham en 1912.
- Químico asistente para General Chemical Company 1902–1908, 1914–1919
- Examinador de patentes de la Oficina de Patentes de EE.UU. 1909
- Físico asistente de la Oficina Nacional de Estándares 1909–1911
- Editor del Suplemento de Scientific American 1911–1914
- Miembro del personal de la Universidad Johns Hopkins 1922–1924
- Estadístico de la Compañía de Seguros de Vida Metropolitan, Nueva York 1924 hasta su jubilación en 1948
En 1935, se casó con Romola Beattie. No tuvieron hijos.
Murió en Nueva York.
Trabajo
Aunque hoy es conocido principalmente por las ecuaciones de Lotka-Volterra utilizadas en ecología, Lotka fue un biomatemático y bioestadístico que buscaba aplicar los principios de las ciencias físicas a las ciencias biológicas también. Su principal interés fue la demografía, lo que posiblemente influyó en su opción profesional como estadístico en Metropolitan Life Insurance.
Una de las primeras publicaciones de Lotka, en 1912, propuso una solución al segundo modelo de malaria de Ronald Ross. En 1923, publicó un análisis exhaustivo en cinco partes y una extensión de ambos modelos de malaria de Ross. La cuarta parte de la serie, coautorizada por F. R. Sharpe, modeló el tiempo de incubación del patógeno. Lotka publicó Elements of Physical Biology en 1925, uno de los primeros libros sobre biología matemática después de On Growth and Form de D'Arcy Thompson. También es conocido por su visión energética de la evolución. Lotka propuso que la selección natural era, en su esencia, una lucha entre organismos por la energía disponible; el principio de Lotka establece que los organismos que sobreviven y prosperan son aquellos que capturan y utilizan la energía más eficientemente que sus competidores. Lotka extendió su marco energético a la sociedad humana. En particular, sugirió que el cambio en la dependencia de la energía solar a la energía no renovable planteaba desafíos únicos y fundamentales para la sociedad. Estas teorías hicieron de Lotka un importante precursor del desarrollo de la economía biofísica y la economía ecológica, avanzada por Frederick Soddy, Howard Odum y otros.
Elements of physical biology
Mientras estaba en Johns Hopkins, Lotka completó su libro Elements of Physical Biology 1925, en el que extendió el trabajo de Pierre François Verhulst. Su primer libro resume su trabajo anterior y organiza sus conceptos de unidad y universalidad de las leyes físicas, haciendo sus obras accesibles a otros científicos. Aunque el libro cubrió una gran cantidad de temas, desde la energética de la evolución ver abajo hasta la naturaleza física de la conciencia, el autor es principalmente conocido hoy por la ecuación de Lotka-Volterra de la dinámica de poblaciones.
Energetics of evolution
Su trabajo anterior se centró en la energética y las aplicaciones de la termodinámica en las ciencias de la vida.
Lotka propuso la teoría de que el concepto darwiniano de selección natural podría cuantificarse como una ley física. La ley que propuso fue que el principio selectivo de la evolución era uno que favorecía la transformación máxima del flujo de energía útil. El ecólogo de sistemas generales Howard T. Odum posteriormente aplicó la propuesta de Lotka como una característica central de su trabajo en ecología de ecosistemas. Odum llamó a la ley de Lotka el principio de potencia máxima.
Demography and public health
El trabajo de Lotka en demografía matemática comenzó en 1907 con la publicación de artículos en la revista Science y American Journal of Science. Publicó varios docenas de artículos sobre el tema durante más de dos décadas, culminando con Théorie Analytique des Associations Biologiques Analytical Theory of Biological Associations. La Parte 1 de 45 páginas, titulada Principes, fue publicada en 1934; la Parte 2 de 149 páginas, titulada Analyse demographique avec application particuliere a l'espece humaine, fue publicada en 1939; ambas por Hermann & Cie, París.
Bibliometrics
Dentro del campo de la bibliometría, particularmente la parte dedicada al estudio de publicaciones científicas, Lotka es notable por contribuir con "Lotka's law". La ley, que Lotka descubrió, se relaciona con la productividad de los científicos. Como señaló W. G. Poitier en 1981: "La distribución de Lotka se basa en una ley del cuadrado inverso donde el número de autores que escriben n artículos es 1/n2 del número de autores que escriben un artículo
