Эволюция живого и генетики

Уже из определений симметрии  и асимметрии следует их неразрывное единство. По нашему мнению, более точным является название не «принцип симметрии», а принцип единства симметрии и асимметрии.

Всякий принцип познания воплощается в конкретный метод, орудие и средство познающей деятельности. Таким методом может быть метод перехода от симметрии к асимметрии (или наоборот). Он позволяет осуществлять объясняющую и предсказывающую функции в развивающемся знании, а также в определенной мере оптимизировать поисковую деятельность. Этот метод оказывается тесно связанным с методами сходства и различия, предвидения и гипотезы, аналогии, экстраполяции.

Во взаимосвязи с принципом единства симметрии и асимметрии находится принцип симметрии, согласно которому всякая научная теория должна быть непротиворечивой и инвариантной относительно группы описываемых объектов и явлений. Симметрия теории выражает также адекватность научного познания объективной действительности. Многие видные ученые (П. Дирак, П. Кюри, Л. Пастер, А. Пуанкаре, А. Салам) интуитивно использовали принцип симметрии при получении важных теоретических результатов.

Однако принцип симметрии не учитывает того обстоятельства, что всякой научной теории присущи внутренние (не логические, а диалектические) противоречия, а также недостатки, не говоря уже о действительном или возможном существовании объектов, которые 'она описать не в состоянии. Отрицая, по сути дела, роль асимметрии (признается только нарушение симметрии), данный принцип не учитывает особенностей научного познания как процесса развития и становления. К ограниченности принципа симметрии следует отнести и то, что он связан только с выявлением тождественных отношений среди различных объектов. Между тем в познании не менее широко используется и противоположная процедура — нахождение различного и противоположного среди тождественных объектов и явлений.

Классические законы сохранения и их связь со свойствами пространства и времени

Принципы симметрии тесно связаны  с законами сохранения физических величин  – утверждениями, согласно которым  численные значения некоторых физических величин не изменяются со временем в любых процессах или в  определённых классах процессов. Фактически, во многих случаях законы сохранения просто вытекают из принципов симметрии.

Связь между симметрией пространства и законами сохранения установила в 1918 году немецкий математик Эмми Нетер (1882 – 1935). Она сформулировала и доказала фундаментальную теорему математической физики, названную ее именем, из которой  следует, что если некоторая система  инвариантна относительно некоторого глобального преобразования, то для  нее существует определенная сохраняющаяся  величина.

Теорема Нетер, доказанная ею во время  участия в работе целой группы по проблемам общей теории относительности  как бы побочно, стала важнейшим  инструментом теоретической физики, утвердившей особую роль принципов  симметрии при построении физической теории. Можно сказать, что теоретико-инвариантный подход, эрлангенский принцип проник в физику и определил целесообразность формулирования физических теорий на языке лагранжианов. Так, упоминаемые  законы сохранения являются следствиями  симметрий, существующих в реальном пространстве – времени. Закон сохранения энергии является следствием временной  трансляционной симметрии - однородности времени.

  В основе закона сохранения энергии лежит однородность времени, т. е. равнозначность всех моментов времени (симметрия по отношению к сдвигу начала отсчета времени). Равнозначность следует понимать в том смысле, что замена момента времени t₁ на момент времени t₂, без изменения значений координат и скорости частиц, не изменяет механические свойства системы. Это означает то, что после указанной замены, координаты и скорости частиц имеют в любой момент времени t₂ + t  такие же значения, какие имели до замены, в момент времени t₁ + t. 

 В основе закона сохранения импульса лежит однородность пространства, т. е. одинаковость свойств пространства во всех точках (симметрия по отношению к сдвигу начала координат). Одинаковость следует понимать в том смысле, что параллельный перенос замкнутой системы из одного места пространства в другое, без изменения взаимного расположения и скоростей частиц, не изменяет механические свойства системы. 

 В основе закона сохранения момента импульса лежит изотропия пространства, т. е. одинаковость свойств пространства по всем направлениям (симметрия по отношению к повороту осей координат). Одинаковость следует понимать в том смысле, что поворот замкнутой системы, как целого, не отражается на её механических свойствах. 
       Таким образом, законы сохранения проявляются как принципы запрета: любое явление, при котором не выполняется хотя бы один из законов сохранения, запрещено, и в природе такие явления никогда не наблюдаются. Всякое явление, при котором не нарушается ни один из законов сохранения, в принципе может происходить.       Фундаментальность законов сохранения заключается в их универсальности. Они справедливы при изучении любых физических процессов (механических, тепловых, электромагнитных и др.). Они одинаково применимы в релятивистском и нерелятивистском движении, в микромире, где справедливы квантовые представления, и в макромире, с его классическими представлениями.

Законы сохранения, действующие в ограниченных пределах 
      Эти законы относятся к микромиру, где симметрия играет большую роль. Принципы симметрии были положены в основу классификации элементарных частиц, для которых пришлось ввести дополнительные характеристики, не имеющие аналогов в макромире: странность, четность и другие. Некоторые из этих характеристик обладают свойством сохранения при определенных условиях. Поэтому закономерности микромира могут быть сформулированы в виде приближенных законов сохранения, действующих в ограниченных пределах. Появление новых законов сохранения является естественным, поскольку в микромире существуют специфические закономерности движения и превращения частиц. Уверенность в абсолютности принципов сохранения ведет нас к признанию необходимости строгой проверки всех известных законов, к возможности и даже неизбежности сомнения в их общности, если это будет диктоваться новыми неожиданными фактами развивающейся науки. Такого рода сомнение, если оно оправдывается, может лишь послужить началом развития новых направлений, новых физических теорий».  
Интуитивная вера в симметрию Вселенной привела к представлениям о инвариантности фундаментальных взаимодействий по отношению к таким преобразованиям как замена всех частиц системы на античастицы (С- преобразование), зеркальное отражение координат (Р- преобразование), обращение времени (Т- преобразование). СРТ- инвариантность означает, что процессы, описываемые фундаментальными взаимодействиями, должны протекать одинаково в различных системах отсчета, переходящих друг в друга при некоторых преобразованиях, все явления в мире частиц и античастиц должны протекать одинаково как в прямом, так и в обратном направлении. 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Симметрия является одним из важнейших  свойств природы. Ее изучением занимались еще пифагорейцы в V в. до н.э., в  рамках учения о гармонии. Симметрия, или соразмерность частей целого организма, имеет непосредственное отношение к характеру приспособленности  животных к условиям существования. Симметрия является жизненно важным признаком, который отражает особенности  строения, образа жизни и поведения  животного.

В природе существует множество  форм и видов симметрии. В зависимости  от геометрического элемента, относительно которого симметричен объект, выделяют центральную (относительно центра симметрии), осевую и радиальную (относительно оси симметрии) и билатеральную (относительно плоскости симметрии). Согласно другой классификации существует вращательная поступательная и вращательно-поступательная, или спиральная, симметрия. Третья классификация  выделяет нульмерную, одномерную, двумерную  и трехмерную симметрию.

Тот или иной тип симметрии непосредственно  зависит от образа жизни, который  ведет организм. Например, для млекопитающих  характерна билатеральная симметрия, которая позволяет им с одинаковой легкостью двигаться и вправо, и влево. Нарушение симметрии  в ряде случаев приводит к проблемам  с двигательной активностью и  координацией движений.

      Эволюция законов сохранения, как и эволюция всего человеческого познания не является установлением окончательных, раз и навсегда установленных истин. Законы сохранения имеют свой путь развития - они уточняются, обобщаются, объединяются, ограничиваются и всегда восстанавливаются на более высоком уровне. Роль законов сохранения в современной картине мира исключительно велика и следует ожидать ее возрастания по мере продвижения в глубины материи.

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ

1. Горелов А.А. Концепции современного естествознания: Учеб. пособие, практикум, хрестоматия / А.А. Горелов. - М.: Владос, 2003. - 341 с. 
2. Грядовой Д.И. Концепции современного естествознания. Структурный курс основ естествознания. – М.: Учпедгиз, 1999.
3. Гуляев С.А., Жуковский В.М., Комов С.В. «Основы естествознания», Екатеринбург, 1997 г.
4. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания: Учебник под ред. акад. Жукова М. Ф. 2-е изд. - М.: Маркетинг; Новосибирск: ЮКЭА, 2000. - 832 с.: ил.  
5. Концепции современного естествознания./ под ред. проф. С.А. Самыгина, 3-е изд. – Ростов н/Д: «Феникс», 2002.
6. Найдыш В.М. Концепции современного естествознания.- М.: АЛЬФА-М, ИНФРА-М.-2003
7. Петровский Б.В. «Популярная медицинская энциклопедия», М., «Советская энциклопедия», 1997 г.
8. Плотников М.Н. Концепции современного естествознания / М.Н. Плотников. - М.: МГУ, 2004. - 680 с.
9. Самыгина С.А. Концепции современного естествознания./ под ред. проф. С.А. Самыгина, 3-е изд. – Ростов н/Д: «Феникс», 2002.-стр. 46
10. Хорошавина С.Г. Концепции современного естествознания: курс лекций изд. 4-е / С.Г. Хорошавина.- Ростов-на-Дону: «Феникс», 2005.- 480с.

Интернет – источники:

http://bse.sci-lib.com

http://sbiryukova.narod.ru

http://goldenmuseum.com