Асимметрия в неживой природе

По мере развития науки и техники стали накапливаться сведения о наличии в природе не только симметрии, но и асимметрии.

В частности, в кристаллах были обнаружены точечные дефекты (вакансия – свободное место, междоузельный атом); линейные дефекты.

Теория асимметрии проявляется также в том, что не у всех частиц найдены античастицы. Были обнаружены асимметричные явления:

1. Сверхпроводимость (зависимость сопротивления проводников от температуры). В экспериментах наблюдается скачкообразное уменьшение сопротивления проводников при температурах, близких к абсолютному нулю, и в этом проявляется асимметрия. Само явление сверхпроводимости заключается в скачкообразном уменьшении сопротивления проводников при Т  0 (рис. 21).

2. Лазерное излучение. Асимметрия проявляется в том, что излучение лазера (оптического квантового генератора) является когерентным в отличие от излучения естественных источников. Одинаковость частоты () колебаний излучения и постоянство во времени разности фаз () колебаний являются признаками когерентности излучения.

Колебания называются гармоническими, если они совершаются по закону косинуса или синуса:

x₁ = х₀₁ sin (t + ₁),

x₂ = х₀₂ sin (t + ₂),

 = (₂ – ₁) = const,

 – разность фаз колебаний.

В естественных источниках излучение является совокупностью излучений огромного количества атомов, которые излучают квант энергии через 10^8 с в разное время, поэтому разность фаз колебаний  постоянно меняется во времени, следовательно оно не является когерентным.

Излучение лазера является когерентным, потому что атомы перед излучением накапливаются в одном и том же состоянии и излучение происходит синхронно, имеет узкую направленность и большую мощность.

Симметрия и асимметрия в живой природе

Древним людям живой организм казался симметричным, затем начали обнаруживать асимметрию левой и правой половины организма: асимметрия левого и правого полушария головного мозга; раковины моллюсков оказались закручены в одну сторону и т.д.

Затем обнаружили, что асимметрия присуща не только пространственным признакам. Была найдена асимметрия процессов химических реакций, процессов старения организма.

По мере накопления сведений было обнаружено, что симметрия и асимметрия присущи живой и неживой природе, и эти свойства находятся в диалектическом единстве как проявление закона диалектики – единства и борьбы противоположностей.

Но в живой и неживой природе они проявляются по-разному.

В неживой природе преобладает симметрия – это основное состояние неживых систем. Асимметрия приводит к разрушению этого состояния, а иногда к разрушению свойств вещества (накопление дефектов в кристаллах приводит к изменению их свойств или к полному их разрушению). Асимметрия – это элемент динамики развития.

В живой природе преобладает асимметрия. Симметрия здесь рассматривается как ступень промежуточного развития, изменения, при этом могут быть незаметны внешне (элемент статики). Как в живой, так и в неживой природе асимметрия стала рассматриваться как элемент динамики, без которого невозможно изменение состояния и дальнейшее развитие.

Симметрия и асимметрия – единство статического и динамического в природе.

Следует различать симметрию и асимметрию состояния и структуры. Симметрия связывается с устойчивостью тел и явлений, с сохранением ими данных состояний, то есть с равновесием и является преобладающим в неживой природе. Чтобы произошло какое-то изменение (выход из состояния равновесия), необходимо возникновение некоторой асимметрии (действие внешних по отношению к системе сил) как причины изменения вообще, таким образом, с понятием асимметрии связывается изменчивость, динамизм, развитие. Для тел живой природы взаимодействие со средой и постоянное изменение в процессе обмена веществ является коренным условием их существования. Поэтому преобладание асимметрии, как в структурах, так и в процессах живого организма, является закономерным. Симметрия же остается в качестве условия закрепления полученных изменений, сохранения данного типа структуры. Единство симметрии и асимметрии наблюдается на всех уровнях живого – от его микроуровня (веществ, составляющих живое) до единой системы целостного организма.