Виды симметрии

Идея симметрии мира высказывалась ещё учёными Древней Греции, Китая и Индии. Значительный интерес к симметрии в наше время обусловлен тем, что она олицетворяет собой в науке эпоху синтеза многих научных концепций, на первый взгляд разрозненных, которые соединяются в одну непротиворечивую и целостную картину мира.

Симметрию многие учёные относят к таким основополагающим атрибутам бытия как время, пространство, движение. Виды симметрии могут быть следующие: структурная; геометрическая; динамическая. Симметрия может проявляться в неизменности (инвариантности).

Симметрия в физике проявляется не только в виде простых (геометрических) симметрий, но и в виде весьма сложных, так называемых динамических симметрий, то есть тех, которые связаны не с пространственно-временными соотношениями, а с различными типами взаимодействий.

С точки зрения равновесия, упорядоченности между частями целого и нарушения такой упорядоченности можно определить следующие виды симметрии: симметрия; асимметрия; дисимметрия; антисимметрия; суперсимметрия.

Асимметрия – это отсутствие симметрии. В реальной действительности нет абсолютных симметрии и асимметрии. Эти антагонисты всегда находятся в диалектическом единстве и постоянной борьбе. На разных стадиях эволюции материи преобладает то симметрия, то асимметрия, но всегда эти две тенденции присутствуют как диалектическое противоречие и единство.

Дисимметрия - это отсутствие у объектов некоторых элементов симметрии. По Пастеру, дисимметричной можно назвать такую фигуру, которая не может быть совмещена наложением с зеркальным отражением. Уровень симметрии такого объекта может быть сколь угодно высоким.

Антисимметрия - это противоположность симметрии. Она связана со сменой знака: частица – античастица, плюс – минус, белое - черное, сжатие – растяжение и так далее.

В последние годы двадцатого века получила развитие идея суперсимметрии, предложенная российскими математиками Гельфандом и Лихтманом. Их идея заключалась в следующем: в нашем пространстве имеются обычные размерности, следовательно, могут существовать и сверх-размерности, измеряемые в так называемых числах Грассмана, которые являются весьма необычными. Так, например, в нашей обычной математике восемь умножить на девять будет тоже самое, как если бы мы умножили девять на восемь. В математике Грассмана «а» умножить на «в» будет равняться минус «в» умножить на «а». Этот математический аппарат предполагает существование неких симметричных «антимиров».

Виды симметрии можно рассматривать по так называемым операциями симметрии. Выделяют такие операции, как отражение в плоскости; поворот вокруг оси; отражение в центре; винтовые повороты и другие.

Двусторонняя симметрия ярче всего представлена в биологии. Одним из примеров подобной симметрии являются красивые и конструктивно непростые узоры у бабочек на крыльях.

Двусторонняя симметрия возникла в связи с потребностью организмов передвигаться в пространстве в соответствии с определёнными целями. В первую очередь она затронула органы движения: ноги у пауков, ракообразных, амфибий, насекомых, млекопитающих и рептилий, крылья у летучих мышей и птиц, плавники у миног, кальмаров, тюленей, рыб, дельфинов и китов.

Органы, которые управляют движением, нервная система человека и животных тоже имеют подобную симметрию. Очевидно, что так проще координировать работу ног, крыльев или плавников для того, чтобы активнее передвигаться в пространстве, не сталкиваясь с различными предметами, поддерживая равновесие тела, осуществлять точное приземление и совершать другие движения.

Таким образом, мы рассмотрели некоторые виды симметрии.