Реферат: Симметрия в живой природе (Скачать)

Симметрия в живой и не живой природе.

Введение:

Симметрия-в широком смысле- неизменность при каких – либо преобразованиях.

В «Кратком Оксфордском словаре» симметрия определяется как «красота,

обусловленная пропорциональностью частей тела или любого целого, равновесием, подобием, гармонией, согласованностью». По-гречески означает «соразмерность», которую древние философы понимали, как частный случай гармонии — согласования частей в рамках целого.

Симметрия является одной из наиболее фундаментальных и одной из наиболее общих закономерностей мироздания: неживой, живой природы и общества. С симметрией мы встречаемся всюду. Понятие симметрии проходит через всю многовековую историю человеческого творчества.

Существует две группы симметрии:

1) Это симметрия положений форм, структур. Эта та симметрия которую можно видеть. Её можно назвать геометрической симметрией.

2) Это симметрия физических явлений и законов природы. Именно эта симметрия лежит в самой основе естественнонаучной картины мира. Её можно назвать физической симметрией.

Например, если пятиконечную звезду повернуть на 360°, то она займет первоначальное положение, а будильник одинаково звенит в любом углу комнаты. Первый пример дает понятие об одном из видов геометрической симметрии — поворотной, а второй показывает важную физическую симметрию — равнозначность всех направлений пространства

Вот уже на протяжение тысячелетий человечество накопило многочисленные данные, свидетельствующие о наличии в окружающем мире двух тенденций:

1. 
   Строгая упорядоченность, гармония;
   

2. 
   Нарушению всего этого.
   

Люди давно обратили внимание на правильность формы кристаллов, цветов, пчелиных сот и других естественных объектов и попытались воспроизвести и передать через произведения искусства, так же в предметах, через понятие симметрии.

Слово «симметрия» имеет два толкования:

1) Соразмерность, пропорциональность в расположении частей по обе стороны от середины центра.

2) Равновесие.

Значение симметрии в познание природы.

Идея симметрии у учёных часто являлась отправным пунктом в гипотезах и теориях, так же путеводной нитью при рассмотрении проблем мироздания. Наблюдая хаотическую россыпь звезд на ночном небе, мы понимаем, что за внешним хаосом скрываются вполне симметричные спиральные структуры галактик, а в них — симметричные структуры планетных систем. Симметрия внешней формы кристалла является следствием ее внутренней симметрии – упорядоченного взаимного расположения в пространстве атомов (молекул). Иначе говоря, симметрия кристалла связана с существованием пространственной решетки из атомов, так называемой кристаллической решетки.

Согласно современной точке зрения, наиболее фундаментальные законы природы носят

характер запретов. Они определяют, что может, а что не может происходить в

природе. Так, законы сохранения в физике элементарных частиц являются законами

запрета. А в мире элементарных частиц многие законы сохранения получены как правила, запрещающие те явления, которые никогда не наблюдаются в экспериментах.

Всеобщность симметрии не только в том, что она обнаруживается в разнообразных

объектах и явлениях. Всеобщим является сам принцип симметрии, без которого по

сути дела нельзя рассмотреть ни одной фундаментальной проблемы.

Принципы симметрии лежат в основе теории относительности, квантовой механики,

физики твердого тела, атомной и ядерной физики, физики элементарных частиц. Эти

принципы наиболее ярко выражаются в свойствах законов природы.

Речь при этом идет не только о физических законах, но и других, например,

биологических.

Примером биологического закона сохранения может служить закон наследования. В основе его лежат переход биологических свойств от одного поколения к другому. Вполне очевидно, что без законов сохранения (физических, биологических и прочих) наш мир попросту не смог бы существовать.

Следует выделить аспекты, без которых симметрия невозможна:

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 его изменений.

Важно подчеркнуть, что инвариант вторичен по отношению к изменению; покой

относителен, движение абсолютно.

Таким образом, симметрия выражает сохранение чего-то при каких-то изменениях

или сохранение чего-то несмотря на изменение. Симметрия предполагает

неизменность не только самого объекта, но и каких-либо его свойств по

отношению к преобразованиям, выполненным над объектом. Неизменность тех или

иных объектов может наблюдаться по отношению к разнообразным операциям — к

поворотам, переносам, взаимной замене частей, отражениям и т.д. В связи с

этим выделяют разные типы симметрии.

Поделитесь с Вашими друзьями: