8.2. Симметрия—асимметрия

Проблемы симметрии—асимметрии оказываются тесно

язанны

св

ми между собой

глубже, чем это кажется, исходя из бинарной структуры этих понятий (да — нет).

Примером может служить состояние человека во вращающейся центрифуге. Существует

симметрия вращения (поворота), но относительность покоя и вращательного движения

нарушается и человек в такой центрифуге по своему состоянию (вестибулярные

ощущения) может отличить, что его вращающаяся закрытая (герметизированная) камера

на центрифуге вращается. Таким образом, возникает ситуация, при которой физические

законы не инвариантны относительно вращения, т.е. налицо асимметрия.

Асимметрия относительно масштабных преобразований при изменении масштабов

физических систем связана с тем, что порядок размеров атомов имеет одинаковое для

всей нашей Вселенной значение (~10-10 м). Если уменьшить масштабы размеров,

например, изделий микроэлектроники, в том числе и пленочных, то характер поведения

электронов в них изменится (возникнут размерные эффекты), т.е. опять-таки может

появиться асимметричность процессов при таких размерах. Другой пример несимметрии

относительно масштабов можно привести из биологии: несмотря на похожесть окраски,

нельзя, например, раскормить осу до размеров тигра, так как при массе 10—100 кг она

потеряет способность летать — возникнет другое качество.

Рассмотрим другие виды симметрии. Упомянутые выше пространственно-временные

виды симметрии условно объединяет одно общее свойство: они являются как бы

«внешними» симмет-

221 риями, так как отражают глубокие свойства структуры пространства—времени,

представляющие собой форму существования любого вида материи, и поэтому

справедливые для любых мыслимых взаимодействий и физических процессов. Весь

физический опыт познания мира показывает отсутствие нарушений инвариантности

законов природы относительно указанных пространственно-временных преобразований.

В этом уже не только физический, но и философский смысл познания и установления

объективности законов природы.

Горбачев В. В. Концепции современного естествознания:—М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 21

век»: ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. — 592 с: ил.

Янко Слава (Библиотека Fort/Da) || http://yanko.lib.ru

135

Однако во «внешних» симметриях не затрагивается «внутренний мир» физического

объекта, который никак не связан с внешними свойствами. В природе кроме

рассмотренных законов сохранения энергии, импульса и момента импу ьса

л

существуют

и другие законы сохранения, которые выполняются с той или иной степенью общности, в

частности закон сохранения электрического заряда. В физике фундаментальных частиц

имеются и другие сохраняющиеся (или по крайней мере введенные так) величины,

подобные электрическому заряду — барионное число, четность, изоспин, ароматы

(странность, очарование, красота и др.). Они, по сути, квантовые числа, связаны

фазовыми преобразованиями волновой функции ψ и не зависят от свойства

пространства—времени. Симметрия играет важную роль в исследовании физики

микромира. Наш физик-теоретик А. Мигдал считал, что главными направлениями физики

ХХ в. были поиски симметрии и единства картины мира.

Сохранение подобных величин, непосредственно не связанных со свойствами

пространства—времени, относится к понятию «внутренней» симметрии.