Окружающий нас мир заполнен симметричными объектами, созданными самой природой. Сферы, звезды, планеты, капельки воды в облаках, кристаллы горных пород, симметрия цветка или бабочки. Но этот принцип симметрии Вселенной справедлив и для фундаментальных законов, которые управляют всеми процессами физического мира.
В.И.Вернадский в 20-х годах писал, что" изучая симметрию, естествоиспытатель изучает собственное специфическое материально-энергетическое пространство каждого природного тела или природного явления, которые связаны в единой организованности космоса".
В.И.Вернадский считал, что формы симметрии живых тел отличны от известных в кристаллографии, во-вторых симметрия живого - полярна, в-третьих имеет место диссиметрия, т.е. существуют только оси простой симметрии, в четвертых - преобладают либо правые (D), либо левые (L) формы.
В 1920 году В.И. Вавилов на основе "закона гомологических рядов" показал, что многообразие форм живого можно свести в таблицу подобную Менделеевской, причем обнаруживается сходство гомологических рядов организмов с такими рядами углеводородов. Он пришел к выводу, что "помимо химической структуры, различные формы растений и животных характеризуются физической структурой и напоминают как бы системы и классы кристаллохимии. Изменчивость в форме может быть до известной степени сведена к геометрическим схемам".
Идее В.И.Вернадского и Н.И.Вавилова Ю.А. Урманцев объединил в общую концепцию "Симметрии природы и природы симметрии", которая базируется на следующих положениях:
1.Самые разнообразные организованные системы природы - молекулы, кристаллы, организмы - подчиняются определенным законам комбинирования элементов в этих системах, т.е. законам структурной симметрии.
2.Все эти системы можно расположить в полиморфические ряды, причем оказывается, что любой член каждого ряда изоморфичен соответствующим членам других полиморфических рядов.
3.Проявление такого параллелизма структурной симметрии, или "изоморфичности полиморфизма", в природе есть отражение всеобщей организованности объектов материального мира.
4.В ряде организмов от простейших к высокоорганизованным отмечается тенденция к понижению симметрии - дисимметризации, хотя имеют место и проявления симметризации.
Принцип симметрии является всеобщим. Пространственную организацию иерархии систем биосферы принципиально можно было бы представить как полиморфически-изоморфическую таблицу видов структурной симметрии и сопоставить эти формы с космическими.
По мнению В.И. Вернадского симметрия биосистем и взаимоориентация составляющих их элементов связаны с электромагнитными явлениями. Такие поля существуют вокруг планет и звезд, вокруг атомов и внутри них. Хорошо известна роль электрических зарядов и дипольных моментов в формировании взаимоориентации макромолекул на клеточных мембранах и клеток в тканях.
В физике принято полагать, что суть принципа симметрии состоит в том, что объект или явление симметрично,если с ним можно сделать нечто такое, после чего он будет выглядеть также, как и прежде.
С этих позиций следующие физические явления являются (неизменными) симметричными:
- перенос в пространстве;
- перемещение во времени;
- поворот на фиксированный угол;
- движение по прямой с постоянной скоростью (преобразование Лоренца);
- обращение времени;
- отражение пространства;
- перестановка одинаковых атомов или одинаковых частиц;
- изменение квантовомеханической фазы;
- замена вещества антивеществом.
В квантовой механике каждой из симметрий соответствует закон сохранения - существует определенная связь между законами сохранения и симметрией физических законов.
Симметрия законов физики по отношению к переносу в пространстве вместе с принципами квантовой механики означает сохранение импульса. То, что законы симметричны при перемещении во времени, означает в квантовой механике сохранение энергии.
Неизменность при повороте на фиксированный угол в пространстве соответствует сохранению момента количества движения.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему