Реферат на тему: Проявление симметрии в различных формах материи

Введение

Симметрия является фундаментальным свойством природы, представление о котором, как отмечал академик В. И. Вернадский (1863-1945), "слагалось в течение десятков, сотен, тысяч поколений". "Изучение археологических памятников показывает, что человечество на заре своей культуры уже имело представление о симметрии и осуществляло ее в рисунке и в предметах быта. Надо полагать, что применение симметрии в первобытном производстве определялось не только эстетическими мотивами, но в известной мери и уверенностью человека в большей пригодности для практики правильных форм". Это слова другого нашего замечательного соотечественника, посвятившего изучению симметрии всю свою долгую жизнь, академика А. В. Шубникова (1887-1970). - Первоначальное понятие о геометрической симметрии как о гармонии пропорций, как о "соразмерности", что и означает в переводе с греческого слово "симметрия", с течением времени приобрело универсальный характер и было осознано как всеобщая идея инвариантности (т. е. неизменности) относительно некоторых преобразований. Таким образом, геометрический объект или физическое явление считаются симметричными, если с ними можно сделать что-то такое, после чего они останутся неизменными. Например, пятиконечная звезда, будучи повернута на 72° (360° : 5), займет первоначальное положение, а ваш будильник одинаково звенит в любом углу комнаты. Первый пример дает понятие об одном из видов геометрической симметрии - поворотной, а второй иллюстрирует важную физическую симметрию - однородность и изотропность (равнозначность всех направлений) пространства. Благодаря последней симметрии все физические приборы (в том числе и будильник) одинаково работают в разных точках пространства, если, конечно, не изменяются окружающие физические условия. Легко вообразить, какая бы царила на Земле неразбериха, если бы эта симметрия была нарушена!

Таким образом, не только симметричные формы окружают нас повсюду, но и сами многообразные физические и биологические законы гравитации, электричества и магнетизма, ядерных взаимодействий, наследственности пронизаны общим для всех них принципом симметрии. "Новым в науке явилось не выявление принципа симметрии, а выявление его всеобщности",- писал Вернадский. Действительно, еще Платон мыслил атомы четырех стихий - земли, воды, огня и воздуха - геометрически симметричными в виде правильных многогранников. И хотя сегодня "атомная физика" Платона кажется наивной, принцип симметрии и через два тысячелетия остается основополагающим принципом современной физики атома. За это время наука прошла путь от осознания симметрии геометрических тел к пониманию симметрии физических явлений.

Итак, в современном понимании симметрия - это общенаучная философская категория, характеризующая структуру организации систем. Важнейшим свойством симметрии является сохранение (инвариантность) тех или иных признаков (геометрических, физических, биологических и т. д.) по отношению к вполне определенным преобразованиям. Математическим аппаратом изучения симметрии сегодня является теория групп и теория инвариантов.

Оглавление

- 2. Введение 3

- Виды симметрий

- Наука кристаллография

- Симметрия физических явлений

- Симметрия в механике

- Однородность пространства

- Изотропия пространства

- Однородность времени

- Симметрия в живой природе

- Биологические дроби

- 7. Заключение 17

- 8. Литература 18

Заключение

Симметрия, проявляясь в самых различных объектах материального мира, несомненно, отражает наиболее общие, наиболее фундаментальные его свойства. Поэтому исследование симметрии разнообразных природных объектов и сопоставление его результатов является удобным и надежным инструментом познания основных закономерностей существования материи.

Можно надеяться, что на основе биологических законов сохранения, разнообразных инвариантов, симметрии законов живой природы относительно тех или иных преобразований рано или поздно удастся глубже проникнуть в сущность живого, объяснить ход эволюции, её вершины, тупики, предсказать неизвестные сейчас ветви, теоретически возможные и действительные числа типов, классов, семейств…организмов. И вообще нужно проанализировать вопрос о том, нельзя ли эволюцию материи в целом и внутри отдельных её форм представить как групповые преобразования, найти их инварианты и на основе последних определить все возможные варианты эволюции в цело и в частностях, предсказать возможные её ветви - число, характер и т.д. Таким образом, развитый здесь подход даёт возможность поставить вопрос о неединственности той картины развития, которую мы знаем.

Список литературы

1. Жёлудев И.С. симметрия и её приложения. -М.: Энергоатомиздат, 1983г.

2. Компанеец А.С. Симметрия в микро- и макромире. -М.: НАУКА, 1978г., 206с.

3. Пидоу Дэн. Геометрия и искусство М.: Мир, 1979г.

4. Сонин А.С. Постижение совершенства: симметрия, асимметрия, диссимметрия, антисимметрия. -М.: ЗНАНИЕ, 1987г., 208с.

5. Трофимов В. Введение в геометрическом многообразии с симметриями М.: МГУ 1989г

6. Урманцев Ю.А. Симметрия природы и природа симметрии. -М.: МЫСЛЬ, 1974г., 232с.

7. Шубников А.В. Избранные труды по кристаллографии. -М.: НАУКА, 1975г.