Podemos esperar que a lei da evolução orgânica assuma a forma de ser acompanhada, em longo prazo, pela diminuição de alguma função, análoga ao potencial termodinâmico, dos parâmetros que definem o estado físico do sistema como um todo.
Alfred James Lotka foi um matemático, químico físico e estatístico dos EUA, famoso por seu trabalho em dinâmica populacional e energética. Um biofísico americano, Lotka é mais conhecido por sua proposta do modelo predador-presa, desenvolvido simultaneamente e independentemente de Vito Volterra. O modelo de Lotka–Volterra ainda é a base de muitos modelos utilizados na análise da dinâmica populacional em ecologia.
Vida
Lotka nasceu em Lwów, Áustria-Hungria, atual Ucrânia, de pais poloneses-americanos. Seus pais, Jacques e Marie Doebely Lotka, eram nacionais dos EUA. Ele obteve seu B.Sc. em 1901 na Universidade de Birmingham, Inglaterra, fez estudos de pós-graduação em 1901–02 na Universidade de Leipzig, recebeu um M.A. em 1909 na Universidade de Cornell e um D. Sc. na Universidade de Birmingham em 1912.
- Químico assistente da General Chemical Company 1902–1908, 1914–1919
- Examinador de patentes do Escritório de Patentes dos EUA 1909
- Físico assistente do National Bureau of Standards 1909–1911
- Editor do Scientific American Supplement 1911–1914
- Membro da equipe da Universidade Johns Hopkins 1922–1924
- Estatístico da Metropolitan Life Insurance Company, Nova York 1924 até sua aposentadoria em 1948
Em 1935, casou-se com Romola Beattie. Foram sem filhos.
Ele morreu em Nova York.
Trabalho
Embora seja atualmente conhecido principalmente pelas equações de Lotka–Volterra utilizadas em ecologia, Lotka foi um biomatemático e biostatístico que buscava aplicar os princípios das ciências físicas às ciências biológicas também. Seu principal interesse era demografia, o que possivelmente influenciou sua escolha profissional como estatístico na Metropolitan Life Insurance.
Uma das primeiras publicações de Lotka, em 1912, propôs uma solução para o segundo modelo de malária de Ronald Ross. Em 1923, ele publicou uma análise abrangente em cinco partes e extensão de ambos os modelos de malária de Ross. A quarta parte da série, coautoria de F. R. Sharpe, modelou o atraso de tempo para incubação do patógeno. Lotka publicou Elements of Physical Biology em 1925, um dos primeiros livros sobre biologia matemática após On Growth and Form de D'Arcy Thompson. Ele também é conhecido por sua visão de energética sobre a evolução. Lotka propôs que a seleção natural era, em sua raiz, uma luta entre organismos pela energia disponível; o princípio de Lotka afirma que os organismos que sobrevivem e prosperam são aqueles que capturam e usam energia com mais eficiência do que seus competidores. Lotka estendeu sua estrutura de energética para a sociedade humana. Em particular, ele sugeriu que a mudança na dependência da energia solar para energia não renovável representaria desafios únicos e fundamentais para a sociedade. Essas teorias fizeram de Lotka um importante precursor do desenvolvimento da economia biofísica e da economia ecológica, avançadas por Frederick Soddy, Howard Odum e outros.
Elements of physical biology
Enquanto estava em Johns Hopkins, Lotka completou seu livro Elements of Physical Biology 1925, no qual estendeu o trabalho de Pierre François Verhulst. Seu primeiro livro resume seu trabalho anterior e organiza seus conceitos de unidade e universalidade das leis físicas, tornando seus trabalhos acessíveis a outros cientistas. Embora o livro cobrisse uma grande quantidade de tópicos, desde energética da evolução veja abaixo até a natureza física da consciência, o autor é principalmente conhecido hoje pela equação de Lotka–Volterra da dinâmica populacional.
Energética da evolução
Seu trabalho anterior foi centrado na energética e aplicações da termodinâmica nas ciências da vida.
Lotka propôs a teoria de que o conceito darwiniano de seleção natural poderia ser quantificado como uma lei física. A lei que ele propôs era a de que o princípio seletivo da evolução era aquele que favorecia a transformação máxima do fluxo de energia útil. O ecologista de sistemas gerais Howard T. Odum posteriormente aplicou a proposta de Lotka como uma característica orientadora central de seu trabalho em ecologia de ecossistemas. Odum chamou a lei de Lotka de princípio do poder máximo.
Demografia e saúde pública
O trabalho de Lotka em demografia matemática começou em 1907 com a publicação de artigos na revista Science e American Journal of Science. Ele publicou dezenas de artigos sobre o assunto ao longo de mais de duas décadas, culminando com Théorie Analytique des Associations Biologiques Analytical Theory of Biological Associations. A Parte 1, com 45 páginas, intitulada Principes, foi publicada em 1934; a Parte 2, com 149 páginas, intitulada Analyse demographique avec application particuliere a l'espece humaine, foi publicada em 1939; ambas por Hermann & Cie, Paris.
Bibliometria
No campo da bibliometria, particularmente naquela parte dedicada ao estudo de publicações científicas, Lotka é conhecido por contribuir com a "Lei de Lotka". A lei, que Lotka descobriu, relaciona-se à produtividade dos cientistas. Como observado por W. G. Poitier em 1981: "A distribuição de Lotka é baseada em uma lei do quadrado inverso onde o número de autores que escrevem n artigos é 1/n2 do número de autores que escrevem um artigo. Cada área de assunto pode ter a ela associado
