A "szimmetria" szó a görög συμμέτρια - arányosságból származik. Egy tárgyat vagy folyamatot akkor nevezünk szimmetrikusnak, ha némi átalakulás után egybeesik önmagával.
Utasítás
1. lépés
Ha a tükörvisszaverődésnek kitett tárgy nem változtatja meg a megjelenését, akkor kétoldalú (bilaterális) szimmetriája van. Például az emberek és a legtöbb gerinces teste kétoldalúan szimmetrikus, a szimmetriasík a gerinc mentén fut.
2. lépés
Ha egy objektum 360 ° -kal elfordítható egy bizonyos egyenes körül, és ez a művelet után egybeesik önmagával a forgatás előtt, akkor egy ilyen egyeneset az n-es szimmetriatengelynek nevezünk.
Néhány geometriai test, például egy henger és egy kúp, végtelen szimmetriatengellyel rendelkezik - bármely tetszőleges szögben elforgathatóak ezen tengely körül, és egybeesnek önmagukkal. Ezt a szimmetriát tengelyirányúnak nevezzük.
3. lépés
Az élettelen természetben gyakran megtalálhatók a második, harmadik, negyedik, hatodik és egyéb rend szimmetriatengelyei, de az ötödik rendű szimmetriával szinte soha nem találkozunk. Az élő természetben éppen ellenkezőleg, elterjedt - sok növény birtokolja, valamint a tüskésbőrűek rendjébe tartozó állatok (tengeri csillag, tengeri sün, tengeri uborka stb.).
4. lépés
A geometriai szimmetriák kombinálhatók egymással. Például, ha egy objektum szimmetrikus két nem illeszkedő síkra, akkor ezeknek a síkoknak keresztezniük kell egymást, és metszésük egyenesének ugyanazon objektum szimmetriatengelye lesz.
A szimmetriák kombinációinak megfigyelése Évariste Galois francia tudóst a csoportelmélet létrehozásához vezette - ez a matematika egyik fontos ága.
5. lépés
A fizikában gyakrabban beszélnek a folyamatok, mint a tárgyak szimmetriájáról. A folyamatot szimmetrikusnak nevezzük egy adott transzformáció tekintetében, ha az azt leíró egyenlet változatlan (invariáns) marad egy ilyen transzformáció után.
6. lépés
Noether 1918-ban bebizonyított tétele kimondja, hogy a fizikai folyamatok bármely folyamatos szimmetriája megfelel saját természetvédelmi törvényének, vagyis egy bizonyos mennyiségnek, amely a szimmetrikus kölcsönhatásokban nem változik. Például az időeltolódás szimmetriája az energia megmaradásának törvényéhez vezet, a téreltolódás szimmetriája pedig a lendület megőrzésének törvényéhez vezet.
7. lépés
A fizikusok különös jelentőséget tulajdonítanak a spontán szimmetria megtörésének. Bármely ilyen megsértés, amikor felfedezik, az univerzumról szóló ismereteink elmélyüléséhez vezet. Például az elemi részecskékkel végzett kísérletek egyikében megtört szimmetria miatt elméletileg felfedezték a neutrínót, majd a gyakorlatban megerősítették ennek a részecskének a létét.