Симметрия и асимметрия как особенности природы. Принцип симметрии. Симметрия и законы сохранения. Изменчивость мира и законы сохранения.

В буквальном переводе с греческого симметрия означает соразмерность, однородность, пропорциональность, гармония. Истоки понятия симметрии восходят к древним. Пифагор Регийский объединил термином симметрия закономерное расположение в пространстве одинаковых материальных объектов и упорядоченное изменение во времени раз­личных звуков, математические законы и строго оп­ределенные изменения состояний и свойств различных систем, упорядоченность Природы и величественную гармонию Вселенной.

Симметрия постепенно превращалась из средства создания в средство познания порядка, красоты и совершенства. Взгляды пифагорейцев развивал Платон. По его утверждению, мир состоит из правильных многоугольников, обладающих идеальной симметрией. Древние философы распространили симметрию на об­ласти психологии и морали, где симметрия рассматривалась как «средняя мера», к которой должен стремиться в своих действиях добродетельный че­ловек, и как состояние духа, где ее синонимами были покой и уравновешенность. Идея симметрии пронзила все области человеческого творчества, сыграв ведущую роль в чувственном восприятии Природы и в процессе ее познания.

Учение о симметрии развивалось, в различных отраслях знания симметрия есть свойство системы совмещаться с самой собой при различных преобразованиях Преобразования могут быть различными - повороты, переносы, перестановки, замена элементов, переход от одного поколения к другому. Совокупность преобразований системы называется группой симметрии. В группе симметрии выделяют преобразования дискретные и непрерывные. Во Вселенной существует множество материальных объектов - носителей симметрии. У этих объектов су­ществуют признаки - свойств а, процессы, отношения, явления, которые не изменяются при преобразованиях - операциях симметрии.

Инвариантность есть свойство неизменности системы и ее свойств по отношению к некоторой совокупности преобразований.

Инвариантность может выражаться в сохранении структуры, формы, свойств и вариантов поведения системы. Инвариантность связана с симметрией, понимаемой как неизменность системы при различных преобразованиях. Благодаря этой связи симметрия приобрела функцию запрета: наличие симметрии необходимое, но не достаточное условие протекания того или иного явления Принципы симметрии вместе с принципами инвариантности составляют основу современных научных теорий. Принципы симметрии - это запреты, которые ограничивают число вариантов устройства мира, создают канву его структуры. О принципе симметрии и его приложениях к естествознанию говорит: «Редкое научное открытие имело столь далеко идущие последствия, как это».

Можно сказать, что принцип симметрии выражается в инвариантности объектов, явлений и законов Природы их описывающих Законы Природы позволяют прогнозировать явления, принципы симметрии позволяют предсказывать законы Природы.

Принципы симметрии фундаментальны и всеобщи Вера в изначальную симметрию Природы вдохновляет исследователей на поиски «единых» теорий и уравнений, описывающих все явления. В Природе выявляются новые симметрии, но это не приближает ученых к созданию «единой» теории всего сущего. Картина мира усложняется и возможность существования «единых» уравнений делается сомнительной. Выяснилось, что во многих явлениях наблюдается отклонение от симметрии.

Отклонение от симметрии Пифагор определил термином асимметрия. С тех пор люди стремятся понять причины симметрии и асимметрии и соотношение между ними Во всех реальных явлениях симметрия и асимметрия сочетаются друг с другом и их единство пронизывают все явления Природы, являясь единством Порядка и Беспорядка, единством сохранения и изменения, единством закономерного и случайного. Наличие асимметрии - по отсутствию перечисленных признаков, по беспоря­дку, несоразмерности, неоднородности.

По мере развития нашего познания происходит накопление новых признаков и открытие новых видов симметрии и асимметрии, что создает определенные трудности при попытках дать общие определения. В современном естествознании утверждаются представления о спонтанном (самопроизвольном) нарушении симметрии.

симметрия объединяет три фактора:

Þ рассматриваемый объект

Þ преобразования объекта

Þ инвариантность (неизменность, сохранение) объекта

Симметрия законов Природы понимается как их инвариантность относительно различных преобразований, включая преобразования величин, входящих в эти законы. Инвариантность законов Природы означает их сохранение.

Дата добавления: 2015-12-08