109. Понятие симметрии и асимметрии

Симметрией называется вид согласованности отдельных частей, который объединяет их в целое, при хорошем соотношении пропорций. Геометрическая симметрия относится к пространственным отношениям, акустическую симметрию рассматривает гармония в музыке и т. п. Геометрия оперирует зеркальной симметрией, то есть симметрией, возникающей при вращении или отражении объекта (если количество и размер части предмета справа и слева, как на плоскости, так и в объеме, одинаковы, то этот предмет относительно центральной оси симметричен; если отраженный предмет или луч света совпадают при наложении в повороте на 180 градусов, то они симметричны).

Чем больше осей симметрии существует у предмета, тем более он симметричен: круг более симметричен, чем квадрат или равносторонний треугольник, поскольку у круга существует столько осей симметрии, сколько прямых можно провести через его центр.

Симметрия показывает порядок, равновесное состояние, устойчивость, пропорциональность и соразмерность между всеми частями целого. К геометрической симметрии относятся однородность пространства и времени, изотропность пространства, эквивалентность инерциальных систем отсчета.

Кроме геометрической существует динамическая, или внутренняя, симметрия , которая относится к свойствам физических взаимодействий: симметрии электрического заряда, симметрии спина и т. п., то есть частный случай геометрической симметрии.

Асимметрией называется нарушение пропорциональности отдельных частей целого, не позволяющее сложить данный предмет по центральной оси до полного совпадения. В этом плане несимметричными являются многоугольники с неравным числом сторон или разной их длиной, сложные геометрические фигуры и т. п.

Асимметрия показывает нарушение порядка, равновесия, относительной устойчивости, пропорциональности и соразмерности между частями целого. Асимметрия может быть геометрической (пространственной) и динамической: к первой относятся неоднородность пространства – времени, анизотропность пространства и т. д., к последней – различия между протонами и нейтронами в электромагнитных взаимодействиях, между частицами и античастицами (по электрическому, барионному зарядам) и т. д.

В физике существуют калибровочные симметрии , связанные с инвариантностью относительно изменения масштаба, уровня, сдвига системы координат.