Симметрия живой и неживой природы

О симметрии
« … быть прекрасным значит быть
симметричным и соразмерным».
Платон
Симметрия в переводе с греческого означает
«соразмерность». Это понятие приобрело универсальный
характер и было принято, как всеобщая идея неизменности
относительно некоторых преобразований. Таким образом,
геометрический объект или физическое явление считаются
симметричными, если с ними можно сделать что-то такое,
после чего они останутся неизменными. Еще Аристотель говорил
о симметрии как о таком состоянии, которое характеризуется
отношением крайностей. Из этого высказывания следует, что
Аристотель, пожалуй, был ближе всех к открытию одной из
фундаментальных закономерностей Природы – закономерности о
её двойственности.
Обязательные аспекты
симметрии
1. Объект – носитель симметрии; в роли симметричных объектов
могут выступать вещи, процессы, геометрические фигуры,
математические выражения, живые организмы и т.д.
2. Некоторые признаки – величины, свойства, отношения, процессы,
явления объекта, которые при преобразованиях симметрии
остаются неизменными; их называют инвариантными или
инвариантами.
3. Изменения объекта, которые оставляют объект тождественным
самому себе по инвариантным признакам; такие изменения
называются преобразованиями симметрии.
4. Свойство объекта превращаться по выделенным признакам в
самого себя после соответствующих изменений.
Определение понятия «движение»
Движение - отображение плоскости на себя
при котором сохраняются все расстояния
между точками.
Виды движения
•
•
•
•
Центральная симметрия
Зеркальная симметрия
Параллельный перенос
Осевая симметрия
Симметрия в биологии — это закономерное расположение подобных (одинаковых,
равных по размеру) частей тела или форм живого организма, совокупности живых
организмов относительно центра или оси симметрии. Тип симметрии определяет не
только общее строение тела, но и возможность развития систем органов животного.
Строение тела многих многоклеточных организмов отражает определённые формы
симметрии. Если тело животного можно мысленно разделить на две половины, правую
и левую, то такую форму симметрии называют билатеральной. Этот тип симметрии
свойственен подавляющему большинству видов, а также человеку. Если тело животного
можно мысленно разделить не одной, а несколькими плоскостями симметрии на
равные части, то такое животное называют радиально-симметричным. Этот тип
симметрии встречается значительно реже.
Асимметрия — отсутствие симметрии. Иногда этот термин используется для описания
организмов, лишённых симметрии первично, в противоположность диссимметрии —
вторичной утрате симметрии или отдельных её элементов.
Понятия симметрии и асимметрии альтернативны. Чем более симметричен организм,
тем менее он асимметричен и наоборот. Небольшое количество организмов полностью
асимметричны. При этом следует различать изменчивость формы (например у амёбы)
от отсутствия симметрии. В живой природе симметрия не абсолютна и всегда содержит
некоторую степень асимметрии. Например, симметричные листья растений при
сложении пополам в точности не совпадают.
Симметрия человека
Симметрия в физике
• Если законы, устанавливающие соотношения
между величинами, характеризующими физ.
систему, или определяющие изменение этих
величин со временем, не меняются при
определённых операциях (преобразованиях),
которым может быть подвергнута система, то
говорят, что эти законы обладают симметрией
относительно данных преобразований. В
математическом отношении преобразования
симметрии составляют группу.
• Физические законы симметричны относительно
некоторых преобразований.
Симметрия в химии
• СИММЕТРИЯ в химии проявляется в
геометрической конфигурации молекул, что
сказывается на специфике физических и
химических свойств молекул в изолированном
состоянии, во внешнем поле и при
взаимодействии с другими атомами и
молекулами.
• Большинство простых молекул обладает
элементами пространственной симметрии
равновесной конфигурации: осями
симметрии, плоскостями симметрии и т. д.
Симметрия кристаллов
Притча о симметрии
Существует старинная притча о буридановом осле. У одного
философа, по имени Буридан, был осел. Однажды, уезжая надолго,
философ положил перед ослом две совершенно одинаковые охапки
сена – одну слева, а другую справа. Осел не смог решить с какой
охапки ему начать, и умер с голоду. Притча об осле – это,
разумеется, шутка.
Однако взгляните на изображение уравновешенных весов. Разве
находящиеся в равновесии чаши весов не напоминают чемто притчу о буридановом осле? Действительно, в обоих случаях
левое и правое настолько одинаковы, что нельзя отдать
предпочтение ни тому, ни другому. Иными словами, в обоих случаях
мы имеем дело с симметрией, проявляющейся в полном
равноправии, полной уравновешенности левого и правого.
Поэтому можно утверждать, что мир находится в
гармонии, относительном равновесии благодаря
симметрии.