Спонтанды симметрияның бұзылуы

Мәселе симметрия арналды шын мәнінде необозримая әдебиеті. Жылғы оқулықтар мен ғылыми монографиялар дейін туындыларды апеллирующих емес — сызба және мынадай формула қанша көркем насихаттау және үйлестіретін, өзіне ғылыми дұрыстығы әдеби отточенностью.

Барлық марғау пестрота және алуан бізді қоршаған әлем бағынады көріністеріне симметрия, сәтті өз уақытында дейді Дж. Ньюмен: «Симметрия белгілейді қызықты және ғажайып сродство арасындағы заттармен, құбылыстармен және жинап келеді, сыртқы азайтылады, ешқандай байланысты: жер магнетизмом, әйелдер вуалью, поляризованным жарық, табиғи іріктеу, теориясымен топтардың инвариантами және өзгерістермен, жұмысшы әдеттердің бал улье, құрылымы кеңістік, суреттермен ваз, кванттық механикой, скарабеями, лепестками гүл, интерференционной картиной рентген сәулелерінің, бөлумен жасушалар, равновесными релиздерді кристалдар, романскими соборами, снежинками, музыка, салыстырмалық теориясымен…».

«Қысқаша Оксфорд сөздігінде» симметрия ретінде анықталады «сұлулық, ол пропорциональностью дененің немесе кез келген бүтін, равновесием, подобием, гармонией, согласованностью» (сам термин «симметрия» — грекше «білдіреді асатын, ежелгі философтар түсінсе жеке жағдайы ретінде үйлесім келісу бөліктерін шеңберінде бүтін).

Симметрия болып табылады іргелі және ең жалпы заңдылықтарын дүние: өлі, тірі табиғат пен қоғамның. Ee математикалық өрнек ~ теориясы топтардың бірі болып танылып, ең күшті құралдарының танымның бастапқыда математика, ал кейінірек, ғылым және өнер. Симметрия аясында жалпы жүйелер теориясы (ОТС) кітапта қалай жүйелі категория көрсететін қасиеті «» сәйкес ең өзімен белгілері бойынша «П» өзгерістер «Және».

Симметрия ретінде общенаучное ұғымы бір деңгейде бөлінеді үш түрі бар: құрылымдық, геометриялық және динамикалық. Келесі деңгейде әрбір түрі симметрия қамтиды классикалық және неклассическую симметрия, олар өз кезегінде бар түрлері келесі деңгейіндегі бағыныстағы. Мәселен, неклассическая симметрия құрылымдық типті, соның ішінде құрамында үш соподчиненных ұғымдар пайдаланылады: антисимметрию, түрлі-түсті симметрию және криптосимметрию. Олардың әрқайсысы бұдан әрі түрінде қарапайым және еселік симметрия және т. б. Әрбір бұтағы «ағаш», осы ұғымдар таңдауға болады және родовидовые қарым-қатынастар (тік), бағынатын заңы кері қарым-қатынас мазмұны мен көлемін. Мәселен, бұтақтары құрылымдық симметрия осындай қатынастар болып табылады симметрия (жалпы) структурнокристаллографическая, неклассическая антисимметрия мәрте.

 

СИММЕТРИЯ ТАБИҒАТ ЗАҢДАРЫ

 

Бұл симметрия? Әдетте осы сөзбен

 

түсінеді не зеркальную симметрию кезде сол жақ жартысы заттың қарама-қарсы симметрична оң, не орталық ретінде, мысалы, пропеллера.

Бұл түсінуде симметрия білдіреді өзгермеуі затты көрсеткен кезде айнасында немесе көрсеткен кезде. Бірақ әдетте сөзге оның алғашқы мағынасы — «асатын» — боламыз түсіну астында қалуын ғана емес, заттар, бірақ және физикалық құбылыстар ғана емес, көрсеткен кезде, бірақ кезінде қандай да бір операция кезінде — ауыстыру, орнату, бір жерден екінші жерге немесе өзгерген сәттен бастап уақытты. Тексеру үшін, айталық, айналы симметрия құбылыс құруға болады орнатуды бөлшектермен және орналасуымен бөлшектерді, қарама-қарсы симметричными қатысты бұрынғы. Құбылыс қарама-қарсы симметриялы болса, екі орнату бірдей нәтиже береді.

Проследим алдымен, ретінде көрінеді ең қарапайым симметрия — біртектілігі және изотропность (эквиваленттілік барлық бағыттары бойынша) кеңістік. Ол білдіреді, бұл кез келген физикалық аспап — сағат, теледидар, телефон — жұмыс істеуге тиіс бірдей әр түрлі нүктелерінде кеңістік, егер өзгермейді қоршаған физикалық шарттар. Сол жатады повороту аспаптың, егер алаңдап желтоқсандағы ауырлық күшінің бөліп отырған Жер бетінде тік бағыт. Осы керемет қасиеттері кеңістік қолданылды қазірдің өзінде көне заманда, қашан геометрия Евклида қолданылды тәжірибеде. Өйткені, геометрия сияқты практикалық ғылым мәні бар жағдайда ғана, егер қасиеттерін, геометриялық фигураларды өзгермейді кезінде оларды бұру және бірдей барлық аудандарда Жер.

Өлшеу көрсеткендей, геометриялық теоремалар қолданылған нақты жеке объектілеріне, шын мәнінде орындалады басталып дәлдікпен үшін тел кез келген мөлшерін: қай жерде біз олардың бірде-тексеріп және де поворачивали дене. Бірі-өлшеу жасалды, 1820-шы жылдары белгілі неміс математик К. Гауссом, тексерді, қабылданбайды ма, геометрия, біздің әлем үшін үлкен мөлшерін евклидовой анықтай отырып, қасиеттері үшбұрыштың құрылған вершинами трех гор. Қазір белгілі ауқымда Ғаламның және жақын ауыр массалар геометриясы ерекшеленеді евклидовой. Бірақ бұл — өте шағын түзетулер жерлерде өлшеу дәлдігін Гаусс.

Тек геометриялық қасиеттерін, емес, барлық физикалық құбылыстар тәуелді емес орын ауыстыру немесе бұрылыстар.

Сонымен, физикалық заңдар болуы тиіс инвариантны (білім) қатысты орын ауыстыру және бұрылыстар. Бұл талап жеңілдетеді қорытындылар теңдеулер физика және жарқыл аса сымбатты сұлба түрі.

Тағы бір маңызды симметрия — біртектілігі. Барлық физикалық процестер ағады бірдей болған еді, олар да басталды. Электрондар да атомах алыс жұлдыздарының движутся сол ырғақта, бұл Жерде. Жиілігі испускаемого олар жарықтың осындай, бұл жарық болды испущен миллиард жыл бұрын.

Табиғат заңдары өзгермейді және ауыстыру ағысының бағытын уақыт кері. Бұл көзқарас бұрын бұрын дәл осындай көріністі мен асыға. Солай ма? Бізге үзе көру жұмыртқа, упавшее үстел, растекается, бірақ ешқашан жеткізілген бақылауға, белок және сары уыз жиналады кері қабығы және «секіреді» өтті. Әйтсе де, молекулалар негізінен мүмкін кездейсоқ да келіссін, өз қозғалыс, ол керемет біз өзге қалаларға үлгі болуымыз керек. Кіші масштабтағы сипаттағы құбылыстар орын алуда үлкен ықтималдықпен: молекулалар кіші көлемде газ әсерінен қақтығыс болса ағады, онда растекаются мәселен, олардың тығыздығы тек орташа тұрақты болып табылады.

Терең талдау, осындай фактілерді келтірді физиктердің жасау, «қайтымдылығы» уақыт жоқ, тек механика және электродинамике, онда ол тікелей туындайтын теңдеулер, бірақ және басқа да көптеген табиғат құбылыстары.

Симметрия өзгеруіне байланысты ағысының бағытын уақыт— тақалған симметрия. Оның бұзылуы байқалады әлсіз распадах кейбір элементар бөлшектер — бейтарап мезонов. Бұл бұзылу өте аз, олар ойнайды, өте маңызды рөл атқарады физика элементар бөлшектер, өйткені әкеледі абсолютному различию бөлшектер арасындағы және античастицами: К0-мезоны бірнеше жиі металеместер с испусканием антилептонов — позитронов, антимюонов қарағанда, лептонов — электрондардың және мюонов. Табиғат бұзылуы инвариантности қатысты айналыс уақыты әзірге белгісіз, тіпті түсініксіз, қандай өзара іс-қимылын бұзады, бұл инвариантность.

Бар, сонымен қатар, айналы симметрия — сыры, закрученный оңға, өзін де закрученный солға, жалғыз айырмашылығы сол-фигура қозғалысының оң волчка болады зеркальным көрсете фигуралардың сол.

Бар қарама-қарсы асимметриялық молекуласының, бірақ, егер олар құрылады бірдей жағдайда, саны сол молекулалардың бірдей саны оң жақ.

Айналы симметрия табиғат құбылыстарын неточная, және басқа да көптеген симметрий. Әлсіз өзара іс-әрекеттері үшін жауапты радиоактивті ыдырауы, ол бұзылады. Тіпті құбылыстар, байланысты радиоактивті айналуымен, әсері әлсіз өзара әкеледі оның шағын жеткізілді бұзылуына. Мәселен, атомах салыстырмалы дұрыс еместігі айналы симметрия — 10-15. Алайда, әсері осы ничтожного бұзылған өткелдер арасындағы өте жақын деңгейлері уақыт (шамамен 10-3 — 10-8″. 1978 ж. Л. М. Баркову және М. С. Золотареву бірі-Новосибирск ғылыми қалашық анықтауға мүмкіндік туды бұл құбылыс.

Маңызды симметрия, оказавшая әсері бүкіл қазіргі заманғы физика, табылған ХХ ғасырдың басында Қазірдің өзінде Г. Галилей ашты тамаша қасиеті механикалық қозғалыстар: олар байланысты емес (жұмыс ауысымының) қандай координаттар жүйесінде оларды зерттеп, біркелкі қозғалатын немесе қозғалмайтын. Нидерланд физик Х. Лоренц 1904 ж. дәлелдегендей, осындай қасиетке ие және электрдинамикалық құбылыстар ғана емес, шағын жылдамдық, тел, двигающихся жылдамдықпен жақын жылдамдығы света. Бұл ретте белгілі болғандай, жылдамдығы зарядталған денелердің аспауы тиіс жылдамдығы света.

Француз ғалымы А. Пуанкаре көрсеткендей, нәтижелері Лоренца білдіреді инвариантность теңдеулер электродинамика қатысты бұрылыстар, кеңістік — уақыт, яғни кеңістікте басқа, үш әдеттегі координаттары бар тағы да — уақытша.

Бірақ ең маңызды қадам жасады-А. Эйнштейн анықтаған, бұл симметрия кеңістік-уақыт жалпы, бұл ғана емес, электродинамика, бірақ барлық табиғат құбылыстары — физикалық, химиялық, биологиялық — өзгермейді кезінде осындай бұрылу. Өзіне қол мұны кейін терең және бірден куәгер замандастары қайта қарау үйреншікті көріністер туралы кеңістікте және уақыт.

Деген сөз «бұрылу» керек еді жасасын бағамдар — бұл емес, қарапайым бұрылу. Бұрылу білдіреді мұндай өзгеріс координаттар кезде өзгермейді қашықтық нүктелер арасындағы, мысалы, арақашықтығы қандай да бір нүктесіне дейін координаталар басынан. Математикалық в трехмерном пространстве көрінеді:

Добавить комментарий

Your email address will not be published.