§3.Симметрия и асимметрия в неживой природе.

Понятие симметрии так же, как и понятие пространства совершило длительный и извилистый путь становления в науке. В обычной жизни слово симметрия применяется в двух значениях: а) симметричное – это нечто пропорциональное, сбалансированное, способ согласования многих частей, с помощью которого они объединяются в одно целое; б) симметрия эквивалентна равновесию. Предмет симметричен, если его можно подвергнуть какой-либо операции (напр. поворота), после которой он будет выглядеть, как и в начале. В современной физике речь идёт, главным образом, о симметрии её законов, чем о симметрии предметов. В физике понятие симметрии связано с понятием порядка и беспорядка, покоя и движения, однородности и неоднородности, изотропности и анизотропности и т.д.

Основой математического применения принципа симметрии является теория групп. Именно совокупность неэквивалентных между собой операций симметрии образуют группу. Под операциями симметрии обычно понимают такие преобразования объекта, как трансляция, повороты вокруг всевозможных осей, зеркальные повороты и т. д.

В физике, наряду с симметрией, пользуются так же понятиями асимметрии, и антисимметрии. Основой существующих определений симметрии является понятие равенства. Математическое понятие равенства связано с взаимнооднозначным соответствием множеств, т. е. с их эквивалентностью. Непосредственной же логической основой для определения понятий симметрии и асимметрии является (В.Готт, А.Перетурин) «…диалектический характер отношений между тождеством и различием, их взаимодействие, включение различия в тождество, а тождества в различие…». Основываясь на такой характеристике диалектического соотношения между тождеством и различием можно дать следующие определения рассматриваемым понятиям: «Симметрия-это категория, обозначающая процесс существования и становления тождественных моментов в определённых условиях и в определённых соотношениях между различными и противоположными состояниями явлений мира».

«Асимметрия – это категория, обозначающая существование и становление в определённых условиях и отношениях различий и противоположностей внутри единства, тождества, целостности явлений действительности». Во всех реальных явлениях симметрия асимметрия сочетаются друг с другом. Так, в группах преобразования Галилея и Лоренца симметричны все состояния покоя и равномерного движения, но асимметричны состояния покоя и ускоренного движения.

В физике принято выделять такие формы симметрии и асимметрии: геометрическую и динамическую. Так симметрии, выражающие свойства однородности пространства и времени относят к геометрическим формам. К динамическим формам относят симметрию электрического заряда, спина, изотопического спина, странности и т. д. Опираясь на эти определения можно сказать, что к динамической симметрии относят внутренние свойства объектов и процессов. Формы симметрии одновременно являются и формами асимметрии. Например, такие асимметрии, как неоднородность и анизотропность пространства и времени относят к геометрической форме асимметрии, а различие между протонами и нейтронами в электромагнитных взаимодействиях – к динамической форме.