סימטריה בטבע היא מאפיין אובייקטיבי, אחד המדעים העיקריים במדעי הטבע המודרניים. זהו מאפיין אוניברסלי וכללי של העולם החומרי שלנו.

סימטריה בטבע היא מושגמשקפת את הסדר הקיים בעולם, המידתיות והמידתיות בין מרכיבי המערכות או האובייקטים השונים של הטבע, שיווי המשקל של המערכת, הסדר, היציבות, כלומר אלמנט מסוים של הרמוניה.

סימטריה ואסימטריה הם מושגים מנוגדים. זה האחרון משקף את ההפרעה של המערכת, את חוסר שיווי המשקל.

צורות של סימטריה

מדע הטבע המודרני מגדיר מספר סימטריות המשקפות את תכונות ההיררכיה של רמות הארגון השונות של עולם החומר. סוגים שונים של סימטריה ידועים:

  • ספטיו-טמפורלי;
  • כיול;
  • איזוטופי;
  • המראה;
  • ניתן לשינוי.

ניתן לחלק את כל סוגי הסימטריות הללו לחיצוניים ולפנים.

סימטריה חיצונית בטבע (מרחבית או גיאומטרית) מיוצגת על ידי מגוון עצום. זה חל על גבישים, אורגניזמים חיים, מולקולות.

הסימטריה הפנימית מוסתרת מעינינו. זה בא לידי ביטוי בחוקים ומשוואות מתמטיות. לדוגמה, משוואת מקסוול, הקובעת את הקשר בין תופעות מגנטיות וחשמליות, או את כוח הכבידה של איינשטיין, המתייחס למרחב, לזמן ולכוח הכבידה.

למה אנחנו צריכים סימטריה בחיים?

סימטריה באורגניזמים חיים נוצרהתהליך האבולוציה. האורגניזמים הראשונים שמקורם באוקיינוס ​​היו בעלי צורה כדורית מושלמת. כדי להסתנן לסביבה אחרת, היה עליהם להסתגל לתנאים החדשים.

אחת הדרכים להסתגלות כזו היאסימטריה בטבע ברמה של צורות פיזיות. סידור סימטרי של חלקי הגוף מספק איזון במהלך התנועה, החיוניות וההסתגלות. לצורות החיצוניות של האדם ובעלי החיים הגדולים יש מראה סימטרי למדי. גם בעולם הצמח יש סימטריה. לדוגמה, בצורת חרוט בצורת כתר אשוחית יש ציר סימטרי. זהו תא אנכי, שכן היציבות מתעבה כלפי מטה. ענפים נפרדים הם גם סימטריים ביחס אליו, ואת צורת החרוט מאפשר שימוש רציונלי של השטף אנרגיה סולארית של אנרגיה סולארית. הסימטריה החיצונית של החיות עוזרת להם לשמור על שיווי המשקל שלהם תוך כדי תנועה, להעשיר את עצמם מהאנרגיה מהסביבה, תוך שימוש בה באופן רציונלי.

במערכות כימיות ופיסיקליות, הסימטריהגם הוא קיים. לכן, היציב ביותר הם מולקולות בעלות סימטריה גבוהה. גבישים הם גופים סימטריים גבוהים, במבנה שלהם, שלוש מדידות של אטום יסודי חוזרים מעת לעת.

אסימטריה

לפעמים הסידור הפנימי של איברים באורגניזם חי הוא אסימטרי. לדוגמה, הלב ממוקם על האדם משמאל, הכבד - בצד ימין.

צמחים בתהליך של פעילות חיונית מהקרקעסופגים תרכובות כימיות ממולקולות של צורה סימטרית ובגופם הופכות אותן לחומרים אסימטריים: חלבונים, עמילן, גלוקוז.

א-סימטריה וסימטריה בטבע הם שנייםמאפיינים מנוגדים. אלו הן קטגוריות הנמצאות תמיד במאבק ובאחדות. רמות שונות של התפתחות החומר יכולות לשאת את התכונות של סימטריה או אסימטריה.

אם נניח כי שיווי המשקל הואמצב המנוחה והסימטריה, והתנועה ואי-שיווי המשקל נגרמות על ידי אסימטריה, ניתן לומר שהמושג של שיווי המשקל בביולוגיה חשוב לא פחות מאשר בפיזיקה. הצורה הביולוגית של תנועת החומר מאופיינת בעקרון היציבות של שיווי המשקל התרמודינמי של מערכות ביולוגיות. זוהי אסימטריה, שהיא שיווי משקל דינמי יציב, אשר יכול להיחשב עיקרון מפתח בפתרון הבעיה של מקור החיים.

</ p></ p>