Світ симетрії

Ідеї симетрії – притаманний науці шлях до розширення її знань про навколишній світ, це знаряддя, з допомогою якого вдається у строкатості фізичних явищ вияснити основні структури, звести різноманітність фізичного світу до кількох десятків фундаментальних формул і законів. Тобто завжди діє в напрямі зменшення кількості можливих варіантів. З ідей симетрії випливає, зокрема, такий потужний нетрадиційний спосіб пізнання фізичних закономірностей і явищ, як метод аналогій і моделей. Цим вчення про симетрію відкриває у науку майбутнього великі перспективи, дає змогу прогнозувати природні явища й процеси, керувати ходом їх змін.

Будь-яка наукова класифікація часто ґрунтується на виявленні властивостей симетрії об’єктів, які конче потрібно класифікувати. При цьому в об’єктах чи явищах намагаються знайти спільні ознаки й властивості, які зберігаються за певних перетворень. Зразком цього твердження може бути таблиця хімічних елементів Менделєєва, де від періоду до періоду в одному стовпці спостерігається спільність властивостей елементів. Характер їх зміни в межах періоду є однаковий для різних періодів.

Застосовуючи принцип симетрії під час розробки наукових класифікацій структурних досліджень, роблять наукові передбачення. Наприклад, Менделєєв передбачив цілий ряд нових, ще не відкритих хімічних елементів. Діючи за такою самою схемою, вчені формулюють нові, загальніші, ніж відомі досі, закони природи, розширюючи цим наукову картину світу.

Симетрія знаходить порядок у хаосі і природному безладді. Це один із шляхів розв’язання низки обтяжених самою природою проблем сучасної, зокрема, фізики, один із найфундаментальніших принципів наукового пізнання світу, одне з найширших понять практики. Мало не надприродні утаємничені начала багатьох реальних закономірностей унаочнюються завдяки симетрії. Зараз навіть стало можливим розкриття ролі симетрії у структурі і функціонуванні молекул життя ДНК і РНК (див. нижче). Також знімається гриф засекреченості з багатьох проблем причинності і структури матерії – кристалографія.

Проте не варто абсолютизувати методи симетрії, визнавати їх вічними й незмінними. Кожен наступний поступ науки уточнює їх, розширює і поглиблює, перетворює зміст понять. У цьому сенс діалектики.

Єдність симетрії і асиметрії

Асиметрія – це відсутність або порушення симетрії.

Симетрія виражає щось загальне, що властиве різним об’єктам і явищам, вона пов’язана із структурою, лежить у самій основі речей. Навпаки, асиметрія виражає індивідуальність, вона зв’язана з втіленням структури в тому чи іншому конкретному об’єкті (явищі). Симетрія – спільне, а асиметрія – часткове.

Можна сказати, що еволюція світу відбувається коливально, хвилеподібно, нібито маятниковим ходом від симетрії до асиметрії і навпаки. Симетричні системи мають меншу енергією, ніж асиметричні, і тому більше стійкі. Відтак, втрачаючи енергію, асиметрична система прямує до симетрії, а симетричне тіло під впливом інших тіл, за рахунок їх енергії, в свою чергу, переходить у асиметричний стан. Перехід з одного стану в другий можна записати в загальному виді: А=В+С, де А – асиметричний стан, В – всі види полів взаємодії, С – симетричний стан. Світ, що періодично гасне – симетрія, періодично спалахує – асиметрія. Треба сказати, що абсолютної асиметрії, так само як і абсолютної симетрії, у природі немає. Існує відносна симетрія і асиметрія. Їх діалектична єдність означає поєднання збереження і змінювання.

Жива природа побудована з рухомих органічних молекул, тому вона асиметрична, не стійка й вічно прямує до симетрії, до стійкості, до смерті. В цьому й проявляється, по суті, життя.

Життя – це не просто форма існування білкових тіл. Це тому, що життя – процес дуже складний, у якому беруть участь інші, не менш важливі класи сполук, у тому числі мінеральні, неорганічні. Амінокислоти, зокрема, в білках асиметричні. Життя на планеті появляється у воді і являється формою прояву асиметрії.

Для збереження спадкової інформації ДНК не змінює своїх складових частин. Її макромолекула настільки симетрична і стійка, що може зберігати ці властивості навіть в умовах космосу. Інша справа у РНК. Тож остання може з’явитися лише в планетних умовах. Тільки внаслідок її асиметричної  одноланцюгової  форми можливі зміни, тобто мутації, чим призводять до процесу еволюції. Асиметрія РНК підтримується асиметричними планетарними умовами.

Їжа, крім енергії, дає організму людини будівельний матеріал. Для здоров’я треба берегти асиметрію процесів у організмі – ознаку життя, тренувати волю, загартовуватися. Доцільно вранці пити чай, а ввечері – молочні продукти, найчастіше вживати напіврідкі страви.

Сферична будова ДНК (високий рівень симетрії) дає підстави вважати, що у Всесвіті можлива пансперма. Це дає підстави для гіпотези про занесення зародків живих істот на Землю з космосу, яка проте не вирішує проблему походження життя у Всесвіті: невідомим залишається питання – як, де і коли виник первісний осередок життя.

Першопоштовхом будь-якої хімічної і біологічної взаємодії є тенденція відійти від високоенергетичної асиметрії до низькоенергетичної симетрії поетапно зі збільшенням агрегатних станів на кожному наступному етапі.

Щоб зберегти природу та її довкілля, потрібно спиратися на якісь фундаментальні уявлення, якими можуть бути зв’язки симетрії і асиметрії. Вони настільки широкі і ємнісні, що справді охоплюють усі процеси і явища навколишнього світу. Це ще раз підтверджує той факт, що поняття симетрії – одне з найзагальніших понять науки й практики.

Систематика знань про навколишній світ повинна триматися на обґрунтованих уявленнях. Відтворити переконливу картину природи на цій базі намагалися і намагаються багато хто. Створені вже систематики,