Симметрия и асимметрия

Бионика - это наука, объединяющая между собой биологию и технику, решает инженерные задачи на основе анализа структуры и жизнедеятельности организмов. Проще говоря, если мы вспомним труды Леонардо да Винчи, в который он пытался построить летательный аппарат с машущими крыльями, как у птиц, тогда сразу станет ясно, что же такое бионический стиль.

Начиная с Древнего Рима и до наших дней, философы, математики, ботаники, физики и другие исследователи по крупицам вносили свой вклад в вопросы освоения природы с целью использования ее закономерностей на благо развития человеческой цивилизации.

Симметрия и асимметрия являются объективными свойствами природы, одними из фундаментальных в современном естествознании. Симметрия и асимметрия имеют универсальный, общий характер как свойство материального мира.

Симметрия – это своего рода эталон, к достижению которого стремится все, она включает в себя восприятие порядка в видимом хаосе Вселенной. Это некий элемент гармонии.

Асимметрия – понятие, противоположное симметрии, отражающее некий хаос в системе, нарушение равновесия, что связано с изменением и развитием системы.

У всех уже устоялось условное понимание симметрии и асимметрии. Это одинаково и не одинаково, и воспринимать это как то по другому сложно. Это две полярные характеристики объективного мира.

Для чего же вообще нужна симметрия и как она возникла?

Живые организмы формировали свою симметрию в процессе эволюции. Зародившиеся в водах океана, первые живые организмы имели правильную сферическую форму. Введение организмов в другую среду заставляло их приспосабливаться к новым нестандартным условиям и один из способов такой адаптации – симметрия на уровне физической формы.

Абсолютная симметрия это всего лишь абстрактный идеал, эталон, с которым мы сверяем окружающую нас реальность. Фактически в природе нет чистой (абсолютной) симметрии или асимметрии. Эти противоположности всегда находятся в единстве и борьбе. Там, где ослабевает симметрия, возрастает асимметрия, и наоборот.

Поэтому асимметрия также часто встречается в мире. Внутреннее расположение отдельных органов в живых организмах часто асимметрично. Например, сердце у человека расположено слева, печень – справа и т. п.

Структура составляющая клетки также асимметрична, что имеет большое значение для ее обмена веществ, а также способствует более высокой скорости процесса биохимических реакций.

Обычно, все что создает человек это симметрично, ведь для этого намного меньше затрачивается энергии, что может быть проще, чем повторить часть объекта по оси, чтобы картинка в целом выглядела симпатичной. Ведь в симметрии и скрыт порядок, красота и совершенство. Основное, что создал симметричного человек это архитектура. Ведь чаще всего именно симметричная форма проста в анализе, проектирование, изготовление, а также способствует в экономии материалов. Но конечно же есть и асимметричная архитектура (стиль модерн).

Встретить симметрию намного проще чем асимметрию. В принципе весь мир вокруг нас симметричен, и даже внутри асимметрии можно найти оси симметрии определенных участков. Мы затрачиваем намного меньше энергии рассматривая симметричную картинку. И одна из фундаментальных основ симметрии - противоположность (левое-правое). Симметрия более устойчива и она имеет несколько видов построение относительно оси (осевая, зеркальная и центровая).

На протяжении веков симметрия остается предметом, который вдохновляет философов, физиков, математиков, художников, архитекторов и астрономов. Древние греки были совершенно одержимы ею – и даже сегодня мы, как правило, сталкиваемся с симметрией во всем от расположения мебели до стрижки волос. Древние орнаменты не актуальны, но они позволяют понять что симметрия притягивает и используется уже очень давно.

На протяжении долгих лет люди удивлялись идеальной гексагональной форме сот и пытались понять, как пчелы могут инстинктивно создать форму, которую мы можем повторить только с помощью циркуля и линейки. Как и почему пчелы имеют страстное желание создавать шестиугольники? Ученые считают, что это идеальная форма, которая позволяет им хранить максимально возможное количество меда, используя минимальное количество воска. В любом случае, это очень впечатляет. Так же мире есть огромное количество пауков разных видов, и все они создают почти идеальное круговое полотно с радиальными поддерживающими нитями почти на равном расстоянии и спиральной тканью для ловли добычи. До сих пор ученые не уверены, почему пауки так любят геометрию, но предполагают, что радиальная симметрия равномерно распределяет силу удара, когда жертва попадает в сети, в результате чего получается меньше всего разрывов. Но не только животные имеют склонность к симметрии, но и природные явления. Ведь все знают, что каждая снежинка симметрична, но ни одна снежинка не похожа на другую. А происходит это в частности из-за того, как молекулы воды выстраиваются, когда затвердевают (кристаллизуются). И ведь это действительно впечатляет, что даже такие крошечные образования, тоже регулируются законами симметрии.

Но симметрична не только природа. Математические примеры относительно знака равно тоже симметричны. И даже музыкальные ноты, если смотреть на них без музыкального образования, выглядят как симметрия.

Асимметрия все же тоже встречается в мире и тоже несет полезность для организмов, например есть такое понятие как преобладающая рука — асимметрия в развитии навыков людей и животных. Тренировка нервных путей во время обучения навыку с одной рукой (лапой) занимает меньше времени, чем та же тренировка с двумя.

Из этого всего мы можем сделать короткий вывод, что симметрия и асимметрия взаимодополняют друг друга, мы видим их следствиях в разных областях деятельности человека (искусстве, науке, технике, обыденной жизни) и что использовались они человечеством с древнейших времен. Ведь без них невозможен рост и развитие организмов, закрепление наследственности и совершенство форм.