Фізики розробили модель, що описує постійне прагнення людини в процесі розвитку формувати все більш великі і складні за своєю структурою групи. Виявилося, що рух у бік груп зі складною ієрархічною архітектурою безпосередньо випливає з бажання рівномірно розподілити між людьми ресурси природного і антропогенного походження і звести до мінімуму енергію, витрачену на їх транспортування, пишуть вчені в.
Розвиток складних соціальних систем визначається занадто великою кількістю різних факторів різної природи - психологічної, економічної або географічної, - тому описати їх поведінку і динаміку - вкрай непросте завдання. Вирішити цю проблему вдається за допомогою грамотного використання фізичних моделей, однак застосувати їх можна, тільки якщо підібрати ті параметри, які мають максимальний вплив на систему, і ті, якими можна знехтувати. Якщо зробити це вдається, то навіть досить прості фізичні моделі дозволяють пояснити складні соціальні явища.
Група фізиків з США, Туреччини і Бразилії під керівництвом Едріана Бежана (Adrian Bejan) з Університету Дьюка запропонувала подібним чином змоделювати процес поступової організації людства з плином часу у все більш великі і складні за своєю структурою групи. Для цього вчені використовували термодинамічну модель, що враховує кілька основних принципів, за якими відбувається перерозподіл населення з плином часу. По-перше, в рамках цієї моделі рух може відбуватися тільки під дією зовнішніх причин. Основними з таких причин служать нестача ресурсів, їжі або палива, а також необхідність доступу до транспортних систем (наприклад, водного або повітряного транспорту), які дозволяють полегшити переміщення цих ресурсів. По-друге, пересування групами завжди легше і ефективніше, ніж пересування поодинці - це стосується і руху людей, і транспортування ресурсів. По-третє, споживання палива пропорційне рівню доходів.
За основу моделі розвитку структури суспільства (від відносно рівномірного розподілу по поверхні до складних ієрархічних систем, які представляють, наприклад, сучасні міста) вчені використовували модель течії річки, яка завдяки злиттю один з одним спочатку невеликих струмочків, а потім - все більш і більш великих річок поступово перетворюється на широку повноводну річку.
Аналогічною моделлю можна описати і прагнення людей збиратися у все більш великі і складні групи за рахунок прагнення підтримувати життєдіяльність і робити це більш ефективно з точки зору споживання ресурсів та енергії. Одним зі стимулів до подібного розвитку став нерівномірний розподіл ресурсів природного і антропогенного походження. Як приклад ресурсу, який використовується людиною протягом усього розвитку суспільства, вчені наводять гарячу воду. Поступовий перехід до систем централізованого нагріву води і підвищення ефективності систем її транспортування в цьому випадку ілюструють збільшення розмірів системи і перехід від радіальної до складної розгалуженої архітектури.
У рамках запропонованої фізичної моделі можна описати поступову кластеризацію спочатку в невеликі групи, в яких всі елементи пов'язані з єдиним центром, а потім - перехід до більш складних систем, з збільшенням кількості розгалужень. У цьому розвитку можна виявити кілька переходів між різними типами структур, які відповідають переходам між різними типами соціально-економічного устрою суспільства: від збору та полювання до сільського господарства та промислового виробництва.
Крім економічних переходів і промислових революцій така система дозволяє описати, наприклад, і інновації. В рамках моделі інновації - це надання доступу до ресурсів для все більшої кількості людей. На остаточній стадії розвитку та впровадженні всіх інновацій у такій системі доступ до всіх можливих ресурсів розподілений рівномірно між усіма людьми. Вчені відзначають, що така ж модель може використовуватися для дослідження соціальної взаємодії в групах тварин.
Для опису великих груп тварин нерідко використовують фізичні моделі, спочатку розроблені для зовсім інших систем. Наприклад, нещодавно фізики описали структуру гніздових колоній королівських пінгвінів за допомогою моделі почесної рідини, в якій взаємодія між елементами аналогічно взаємодії неполярних молекул. А група математиків пояснила поведінку пішоходів і вибір ними траєкторії за допомогою теорії ігор.