Реферат на тему: Понятие симметрии. Калибровочные симметрии. Симметрия пространства времени и законы сохранения

Введение

Одним из важных открытий современного естествознания является тот факт, что все многообразие окружающего нас физического мира связано с тем или иным нарушением определенных видов симметрий. Чтобы это утверждение стало более понятным, рассмотрим подробнее понятие симметрии. "Симметричное обозначает нечто, обладающее хорошим соотношением пропорций, а симметрия - тот вид согласованности отдельных частей, который объединяет их в целое. Красота тесно связана с симметрией", - писал Г. Вейль в своей книге "Этюды о симметрии".1 Он ссылается при этом не только на пространственные соотношения, т.е. геометрическую симметрию. Разновидностью симметрии он считает гармонию в музыке, указывающую на акустические приложения симметрии.

Зеркальная симметрия в геометрии относится к операциям отражения или вращения. Она достаточно широко встречается в природе. Наибольшей симметрией в природе обладают кристаллы (например, симметрия снежинок, природных кристаллов), однако не у всех из них наблюдается зеркальная симметрия. Известны так называемые оптически активные кристаллы, которые поворачивают плоскость поляризации падающего на них света. В общем случае симметрия выражает степень упорядоченности какой-либо системы или объекта. Например, круг более упорядочен и, следовательно, симметричен, чем квадрат. В свою очередь, квадрат более симметричен, чем прямоугольник. Другими словами, симметрия - это неизменность (инвариантность) каких-либо свойств и характеристик объекта по отношению к каким-либо преобразованиям (операциям) над ним. Например, окружность симметрична относительно любой прямой (оси симметрии), лежащей в ее плоскости и проходящей через центр, она симметрична и относительно центра. Операциями симметрии в данном случае будут зеркальное отражение относительно оси и вращение относительно центра окружности.

В широком смысле симметрия - это понятие, отображающее существующий в объективной действительности порядок, определенное равновесное состояние, относительную устойчивость, пропорциональность и соразмерность между частями целого. Противоположным понятием является понятие асимметрии, которое отражает существующее в объективном мире нарушение порядка, равновесия, относительной устойчивости, пропорциональности и соразмерности между отдельными частями целого, связанное с изменением, развитием и организационной перестройкой. Уже отсюда следует, что асимметрия может рассматриваться как источник развития, эволюции, образования нового. Симметрия может быть не только геометрической. Различают геометрическую и динамическую формы симметрии (и, соответственно, асимметрии). К геометрической форме симметрии (внешние симметрии) относятся свойства пространства - времени, такие как однородность пространства и времени, изотропность пространства, эквивалентность инерциальных систем отсчета и т.д.

К динамической форме относятся симметрии, выражающие свойства физических взаимодействий, например, симметрии электрического заряда, симметрии спина и т.п. (внутренние симметрии). Современная физика, однако, раскрывает возможность сведения всех симметрий к геометрическим симметриям.

Оглавление

- Понятие симметрии

- Калибровочные симметрии

- Симметрия пространства - времени и законы сохранения

- Симметрия и асимметрия живого

- Нарушение симметрии как источник самоорганизации

- Асимметрия и жизнь Список используемой литературы

Список литературы

- Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. - М.: Учпедгиз.

- Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания. - Новосибирск: ЮКЭА.

- Концепции современного естествознания./ под ред. проф. С.А. Самыгина, 3-е изд. - Ростов н/Д: "Феникс".

- Найдыш В.М. Концепции современного естествознания.- М.: АЛЬФА-М, ИНФРА-М.