Тема: Принципы симметрии, законы сохранения

Однородный – одинаковый во всех точках.

Изотропный – одинаковый во всех направлениях.

Пример:

Сосна в целом и неоднородна (свойства древесины отличаются от свойств иголок, а те – от свойств шишек), и анизотропна (вдоль ствола она имеет гораздо большие размеры, чем поперек). То же можно сказать и о сосновой шишке.

Свойства любого деревянного бруска анизотропны: даже начинающий столяр знает, что пилить дерево надо поперек волокон, а колоть и расщеплять – вдоль. Но если в бруске нет сучков, он однороден: в любое его место одинаково легко вбить гвоздь, в любом месте одинаково легко распилить.

Время однородно, но не изотропно (направления вперед и назад во времени не равноправны).

Пространство однородно и изотропно

Хиральность по определению - отсутствие симметрии относительно зеркального отражения. Отражение в зеркале превращает левое в правое. Таким образом, если между левой и правой формами объекта есть существенная разница, он хирален.

Пример:

К хиральным относят

Все молекулы аминокислот (кроме глицина), которые служат мономерами макромолекул белков, в живых организмах представлены только своей левой формой.

Автомобили с левым и правым рулем заметно отличаются по удобству управления ими.

Из зеркального отражения автомата Калашникова стреляные гильзы вылетали бы влево, прямо в нос стрелку.

Все молекулы ДНК в живых организмах закручены только по правой спирали.

Левый ботинок невозможно одеть на правую ногу.

Гайку с левой резьбой невозможно навинтить на обычный «правый» болт.

Не относятся к хиральным:

Контактные линзы - они полностью эквивалентны.

Обручальные кольца - они полностью симметричны относительно зеркального отражения.

Симметрия – это инвариантность относительно преобразований. Для геометрических фигур преобразования подразумеваются геометрические (повороты, отражения, инверсии и т. д.). Наиболее симметричной будет та фигура, для которой можно указать наибольшее число геометрических преобразований.

Среди изображенных геометрических фигур наиболее симметричным является «флаг Швейцарии». В частности, только он остается неизменным при повороте на 90 градусов в плоскости рисунка.

Согласно закону усложнения системной организации, сформулированному К. Ф. Рулье в 1837 г., историческое развитие природных систем приводит к усложнению их организации путем нарастающей дифференциации функций и подсистем, выполняющих эти функции.

«Дифференциация» означает появление различий, которых ранее не было.

Другими словами, что по мере исторического развития природной системы ее подсистемы, имевшие одинаковое строение и функции (то есть бывшие симметричными), начинают различаться между собой (то есть утрачивают симметрию взаимозаменяемости). Очевидно, это с необходимостью приводит к понижению симметрии системы в целом.

Согласно общему правилу, в ходе любого развития, на любом уровне организации материального мира симметрия всегда понижается.

Эмбрион не является исключением: первоначально он представляет собой единственную оплодотворенную яйцеклетку, обладающую практически сферической симметрией. После завершения эмбриогенеза возникает организм, имеющий более низкую симметрию, состоящий из различающихся между собой органов, тканей и клеток