1. Понятието на симетрия
2. симетрия на манометър
3.Simmetriya пространство - времето и законите на опазването
4.Simmetriya и асиметрия на живите
5.Narushenie симетрия като източник на самостоятелно
6. асиметрия и живот
Списък на използваната литература
Един от най-важните открития на съвременната наука е фактът, че разнообразието на заобикалящата физическия свят е свързан с конкретен нарушение на определени симетрии. За да направи това изявление по-ясно, помислете за по-концепцията на симетрия. "Symmetrical означава нещо, което е с добро съотношение на пропорции и симетрия - вида на последователност на отделни части, които ги обединява в едно цяло. Красотата е тясно свързана с симетрията ", - Вайл пише в книгата си" Щрихи от симетрия "[1]. Той се позовава в този случай не само пространствени отношения, т.е. геометрична симетрия. Един вид симетрия той смята хармонията в музиката, посочване на акустична симетрията на заявлението.
Огледална симетрия в отражение геометрия се отнася до операциите или завъртане. Той е широко срещани в природата. Най-високата симетрия в природата притежават кристали (например, снежинки симетрия, естествени кристали), но не всички от тях проявяват огледало симетрия. Известен така нареченото оптично активни кристали, които се въртят равнината на поляризация на падащата светлина. Като цяло, симетрията изразява степента на подреденост на всяка система или съоръжение. Например, обхвата на по-опростена и следователно, симетрично от квадрат. От друга страна, по-симетричен площад от правоъгълник. С други думи, симетрията - е непроменени (инвариантни) всички свойства и характеристики на обекта по отношение на всички преобразувания (операции) върху него. Например, кръг симетрично по отношение на всяка права линия (ос на симетрия) лежи в равнина и преминаваща през центъра и е симетричен около центъра. Симетрия операции в този случай са огледален образ около оста, а въртенето около центъра на кръга.
В широк смисъл, симетрия - концепция, която показва, обективна реалност, съществуваща в реда, определени с равновесното състояние, относителната стабилност на пропорционалност и на пропорционалността между частите на цялото. Обратната концепцията е, че на асиметрия, което отразява същността на обективния свят, в нарушение на реда, балансът, относителната стабилност на пропорционалност и на пропорционалността между отделните части на едно цяло, което се дължи на промяната, развитието и организационно преструктуриране. Вече това означава, че асиметрията може да се разглежда като източник на развитие, еволюция, формирането на новото. Симетрия може да бъде не само геометрията. Разграничаване геометрични форми и динамичен симетрия (и, съответно, асиметрията). За да се образуват геометрична симетрия (симетрия външен) включват свойства на пространство - време, като еднаквостта на времето и пространството, изотропността на пространството, еквивалентността на инерционни референтни системи и т.н.
За да включва динамичен форма на симетрия. изразявайки свойства на физически взаимодействия, например, симетрията на електрическия заряд, и като спин симетрията (Вътрешен симетрия). Съвременната физика, обаче, се отваря възможността за намаляване на всички симетриите на геометрична симетрия.
Важна концепция в съвременната физика е концепцията на симетрия габарит. Gauge симетрия свързани с мащаб инвариантност трансформации. Терминът "калибриране" произлиза от жаргон железопътната, където бележи прехода от тесен към широк. Чрез калибриране, така че той е бил първоначално разбира промяната в нивото или скала. Тъй като CLD физични закони не се променят по отношение на прехвърляне (смяна) на координатната система. Останете праволинейна траектория на движение, пространствената промяна остава един и същ във всички точки в пространството. По този начин, в световен мащаб габарит конверсия работа тук.
симетрия форми са двете форми на асиметрия. Така геометрична асиметрия изразена хетерогенност на пространство - време, анизотропия на пространство и т.н. Динамично асиметрия проявява в разликите между протоните и неутроните в електромагнитните взаимодействия, разликата между частиците античастицата (електрически, барионен заряд), и т.н. [3].
3. симетрията на пространство - времето и законите на опазването
Един от най-важните характеристики на геометрична симетрия е тяхната връзка с законите за опазване. Значение на законите за опазване (законите на опазване на движение, енергия, заряд, и т.н.). Science надценява. Фактът, че идеята за симетрия е приложима за всеки обект, включително и физически закон.
Спомнете си, че в съответствие с принципа на относителността на Айнщайн, всички физични закони имат една и съща форма във всички инерционни еталонни системи. Това означава, че те са симетрични (инвариантни) по отношение на прехода от една инерциална система в друга.
Noether Теорема. Най-често срещаният подход към връзката на симетрии и закони за опазване, се съдържа в известния теорема на Е. Noether. През 1918 г. работи в колектив по проблемите на теорията на относителността, да докаже теорията, опростена формулировка, която гласи следното: ако свойствата на системата не се променят по отношение на променливи, преобразуване, а след това съответства на закон за опазване.
Помислете за прехода от една инерциална система в друга. Тъй като има различни начини за такива преходи, от това следва, че има различни видове симетрия, всяка от които, според Noether Теорема, трябва да отговарят на закона за запазване.
Преминаването от една инерционна система (ISO) към друг може да се извърши по следните трансформации:
1. Shift произхода. Това се дължи на физическата еквивалентността на всички точки в пространството, т.е. своята хомогенност. В този случай говорим за симетрия по отношение на преводите в пространството.
2. Завъртете тройни оси. Това е възможно, тъй като същите свойства на пространството във всички посоки, т.е. изотропия пространство и съответства на симетрия по отношение на ротации.
3. Промяната на произхода на време, съответстващ симетрия по отношение на прехвърлянето време. Този тип на симетрия, свързани с физическата еквивалентност различни времена и хомогенността на време, т.е. С течение на униформата му във всички инерционни системи -otscheta. Еквивалентност означава различни моменти е, че всички физични явления се случват независимо от това кога те започват (при равни други условия).
4. равномерно праволинейно движение със скорост данна V, т.е. прехода от стационарната система на система за равномерно движение по права линия.
Това е възможно, тъй като такива системи са еквивалентни. Такова симетрия обикновено се нарича изотропно пространство-време. Преходът се извършва с помощта на трансформацията Galileo или трансформацията Лоренц. (Важно е да се отбележи, че физическите закони не са симетрични по отношение на въртящия се координатна система въртене затворен референтна рамка може да бъде открит чрез действието на центробежните сили се променя махало люлка равнина, и т.н. В допълнение, физическите закони не са симетрични и относително системи трансформация мащабни - .. TN . подобие трансформации. Затова законите на макрокосмоса не могат да бъдат автоматично прехвърлени към микрокосмоса и megaworld.)
Гореописания 4 видове симетрии са универсални. Това означава, че всички закони на природата са неизменни спрямо високата си степен на точност, както и съответните им закони са основните. Тези закони включват, съответно:
1. Закон за запазване на инерцията, като следствие от хомогенността на пространството.
2. Закон за запазване на ъгловия момент като следствие на изотропността на пространството.
3. Законът за запазване на енергията, като следствие от време хомогенност.
4. Законът за запазване на масата скорост от центъра (следователно изотропност
Както беше казано по-рано описани видове симетрии са геометрични. Комуникация с законите за опазване и откриване на динамичната симетрия. Свързани с динамично опазване симетрия право на електрически заряд (сумата преобразуване на частиците електрически заряд на частиците остава непроменен), закона за запазване на лептонно (сумата реализации на елементарните частици и разлика в броя на пептони antileptons не се променя) и т.н.
Така че законът за запазване на електрическия заряд потоци от симетрията електромагнитния габарит. Същността му се състои в това, че характеристиките на мащабни преобразуване на сили на електромагнитното поле (електрически интензитет поле и на магнитното поле B остава непроменена от този закон означава по-специално, на стабилността на електрона. - Най-малките основните заредените частици могат да съществуват в свободно състояние.
При прегледа на действието на някои основни закони, не трябва да забравяме, че всеки вид има своя собствена симетрия асиметрия.
4. симетрия и асиметрия на живите
Малките организми окачени във водата, има почти сферична форма. Организми, живеещи в дълбините на морето и са изложени на вода под високо налягане, имат различна симетрия: те ротация е сведен до единични завои около оста. Филогенетични еволюция се опитва да предизвика наследствени разлика между дясно и ляво, но действието му е възпрепятствано от предимствата, че животното е възстановена от огледално симетричен подреждане на телата им. Това, очевидно, може да обясни защо нашите крайници се подчиняват на симетрията повече от нашите вътрешни органи. Така че, на мястото на сърцето и усукване на човешките черва е почти винаги в ляво.
Съвременната наука е стигнала до още важни открития, свързани с симетрия и докосва разликата между живота и мъртвата. Фактът, че "живее" молекулата, т.е. органични молекули, които изграждат живите организми, както и получени в хода на живота, различни от "неодушевено", т.е., получен изкуствено, характеризиращ огледалната симетрия. Неодушевени молекули могат да бъдат или огледално симетрични и огледално асиметричен, като лявата и дясната ръкавица. Това свойство се нарича огледало асиметрия молекулно хиралност или конфигурационен ред. Неодушевен хирални morekuly се срещат естествено в "ляво" и "дясно" версия, т.е. те хирално нечиста. "На живо" молекули могат да бъдат само една ориентация - на "ляво" или "дясно", т.е. Тук се говори за хиралната чистота на живите. Например, ДНК молекулата е известно, има формата на спирала и спирала това винаги е прав. В глюкоза произвежда в тялото - дясновъртящ форма на фруктоза - лявовъртящ.
Следователно, най-важният способността на живи организми - да се създаде чисти хирални молекули. Според съвременните концепции е хиралността на молекулите определя биохимичната границата между живите и неживите.
5. нарушение на симетрията като източник на самообслужване
Връзката на симетрия и асиметрия се счита от съвременната наука в различни аспекти, които обхващат самостоятелно разработване на материята във всички нейни структурни нива. Така модерен синергичен визия за еволюцията на Вселената се основава на идеята за т.нар спонтанно счупване на симетрия на източника на вакуум. Според източника на вакуум е държавно значение преди Големия взрив, когато цялата материя е била представена на физически вакуум. Сега се смята, че истинската физическа вакуума - едно състояние на материята, с най-ниска енергия. Идеята на спонтанно нарушаване на симетрията вакуум източник е отклонение от традиционните понятия за вакуум като състояние, в което енергийна стойност на всички физически полета равна на нула. Там се признава възможността за съществуването на държави с най-ниска енергия на ненулева стойност на някои физически полета и има представа за съществуването на вакуумни кондензати - гласи, с различна от нула средна стойност на енергията. Спонтанно нарушение на симетрията означава, че при определени macroconditions основните симетрии са в нестабилно състояние, както и заплащане на равновесно състояние е вакуум асиметрия. (Терминът "фалшив вакуум" е въведен за тази вакуум).
Като един от най-вероятните сценарии за еволюцията на Вселената, обсъдени по-горе, включва етапа на инфлацията (инфлация) на "фалшива вакуум" - вакуум като голяма енергия. Този вакуум има тенденция да гравитационно отблъскване, което гарантира неговото разширяване.
"False" вакуум е симетрична, но е енергично неблагоприятни, и по този начин е нестабилно състояние. С оглед на инфлационната теория за еволюцията на Вселената се появява като синергичен самоорганизираща процес. Ако приемем, че Вселената е затворен система, процесът на самоорганизация може да се разглежда като взаимодействието на двете подсистеми отворени - и различни физически вакуум микрочастици и квантовата полета. Според тази теория по време на разширяването на "супернесъразмерна" състояние вселена затопля до температура, съответстваща на Големия взрив. нататъшното му развитие като спад на температурата преминава през критичната точка на разклонение (клон), в която има спонтанно симетрия счупване вакуум източник. Схематично, този процес е представен по-долу, опростена форма:
Първото разклонение: симетрия счупване (идентичност) между бозони и фермиони доведе до отделянето на материята на веществото и областта;
Второто разклонение: нарушение на идентичност между кварките и лептоните; Universe счупен симетрия на симетрия, съответстваща на симетрията на силни взаимодействия и съответните взаимодействия електрослабите; също разбито симетрия между материя и антиматерия: роден повече вещества частици, и цялата вселена е изработена от материал;
Трето бифуркация: спонтанно нарушение на симетрията взаимодействие, че сме намерили разлика между електромагнитните и слабите взаимодействия.
Четвъртия бифуркация: има протони и неутрони.
Освен това еволюцията на Вселената води до водород, хелий, йонизиран газ, звезди, галактики и т.н.
Спонтанно симетрия счупване вакуум се изразява в това, че той дава повече енергия при раждането на microobjects, купуват тяхната маса и заряд, при което плътността на вакуумната енергия намалява.
Важно тук е фактът, че по време на тази еволюция, избор на път за развитие на бифуркация е точно, че в резултат е налице тази вселена, това, което виждаме, т.е. Вселената, което е станало възможно, живота на нашия вид и външния вид на наблюдателя (т.нар антропния принцип).
6. асиметрия и живот
Асиметрия и живот. Откриване на хиралната чистота на биогенни молекули хвърля светлина върху произхода на живота на Земята, което може да бъде причинено от спонтанно счупване съществуващата преди огледалната симетрия. Фактори на асиметрия може да бъде радиация, температура, налягане, експозицията на електромагнитни полета и други. Възможно е, че животът на Земята произхожда от образуват структури, подобни на гените на съвременните организми. Тя може да бъде акт на самоорганизация на материята във вид на скок, а не постепенна еволюция. В тази връзка, се говори за голямо биологично експлозията.
Проучванията показват, че в хода на развитието на живота асиметрия е все повече и повече замяна на симетрията на биологичните и химичните процеси. Външно симетрични мозъчни полукълба различават по техните функции. Ясно е асиметрична функция е разделянето на половете - просто "последната придобивка" на еволюцията, като всеки етаж, допринася за процеса на възпроизвеждане на тяхната генетична информация. Симетрия и асиметрия са показани на живо и в най-важните фактори на еволюцията. Така очевидно симетрия, и тяхната променливост в стабилността на вида (наследственост) - асиметрия.
Списък на използваната литература
Свързани статии