Мы восхищаемся ею, мы ищем её, мы не можем жить без неё, мы вдохновляемся ею, мы любим её. И нет, это не девушка, которая держит тебя во френдзоне. Хотя после прочтения этой статьи во френдзоне вправе держать её уже ты. А эта статья о симметрии. Немецкий философ Готфрид Лейбниц как-то сказал: «Существовать – это быть в гармонии». Правда ли, что всё, что нас окружает в этом мире – гармонично по своей форме и содержанию, почему мы чувствуем внутреннюю радость от созерцания симметричных вещей в природе, как благодаря асимметрии зародилась жизнь на нашей планете, а также почему мы не можем пожать левой рукой правую руку друга? Давайте разбираться.
Назад в прошлое
Чтобы ответить на все эти вопросы, необходимо отмотать время на миллиарды лет назад, в ту тысячную долю секунды, когда произошёл Большой взрыв. В те далёкие времена в космосе не было ничего, кроме взаимоуничтожающей друг друга материи и антиматерии. В результате этой борьбы в качестве побочного остатка на свет появлялся свет, или фотоны — частицы света. Этот свет мы можем наблюдать в виде реликтового излучения, которое доходит до нас из глубин вселенной в виде частотных помех в приёмнике твоего деда.
После Большого взрыва во вселенной появился дисбаланс в виде частиц и античастиц. И в дальнейшем на протяжении долгих-долгих лет частицы собирались вместе под действием сил гравитации и создавали те крупные объекты космоса, которые мы наблюдаем ночью на небе. Благодаря возникшей в космосе миллиарды лет назад асимметрии мы живём с вами сегодня, читаем эту статью и поражаемся тому, как в этом мире всё связано. Однако, если бы материя и антиматерия до сих пор образовывались в одинаковых симметричных количествах и не было бы этого маленького остатка в виде фотонных частиц, то этот мир никогда бы не существовал. Дичь какая-то.
Симметрия и математика
С асимметрией всё ясно, но чем мы обязаны симметрии? И какую роль она играет в природе?
Если взять с прилавка в магазине брокколи и посмотреть не на цену, а на соцветия, то мы увидим, что каждое соцветие имеет рисунок логарифмической спирали. Пирамидальный кочан брокколи-романеско — это своего рода спираль из маленьких кочешков, каждый из которых – копия большого кочана в миниатюре. Это прекрасный пример фрактальной симметрии. Также фрактальную симметрию можно наблюдать в нашем организме в строении клеток. Оно помогает нам экономить энергию во время доставки по нашему организму питательных веществ — воздуха или воды.
У подсолнуха спирали семян растут по принципу последовательности Фибоначчи.: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55… (каждое следующее число определяется суммой двух предыдущих) – это и есть знаменитая последовательность первого крупного математика средневековой Европы. В природе полно таких примеров, именно поэтому найти клевер с 4 листочками безумно трудно, ведь природа – это одно большое математическое поле, где наблюдается последовательность Фибоначчи. В музыке некоторые авторы настолько заморачиваются в поисках идеальных размеров и ритмов, что создают песни, построенные по принципу Фибоначчи. Пример — песня группы Tool «Lateralus», где число тактов между паузами соответствует числу слогов, произносимых вокалистом Мейнардом Кинаном, и изменяется согласно ряду Фибоначчи по восходящей и нисходящей.
Одноклеточным организмам всё равно, в какую сторону двигаться — вверх или вниз, вправо или влево, ведь они обладают свойствами сферической симметрии. Если разделить одноклеточное, оно будет представлять из себя одинаковые части.
У снежинок молекулы воды кристаллизуются по принципу шестигранной симметрии. Когда молекулы становятся твёрдыми, то выравниваются и упорядочиваются благодаря силам притяжения и отталкивания, формируя у снежинки гексагон. И каждая снежинка не похожа друг на друга, потому что при падении они испытывают на себе разные атмосферные препятствия, видоизменяя расположение кристаллов.
Пауки создают паутину, которая строится по принципу радиальной симметрии. Это идеальное круговое полотно, которое способно равномерно распределить удар мухи по поверхности, в результате чего сеть получается прочнее.
У большинства животных, в том числе человека, есть двусторонняя симметрия. Это значит, нас можно разделить на две симметричные половинки. У человека симметричность определяется с момента зачатия. Наши белки, делясь, определяют наш внешний вид в будущем, именно поэтому более симметричные партнеры привлекательнее остальных, потому что в них меньше генетических сбоев. Учёные даже провели исследование, в котором доказали, что женщины чаще получают оргазм с более симметричными партнёрами. И как принято – если лицом не вышел, то старайтесь компенсировать этот недостаток другими своими внутренними качествами.
Однако не каждому в этой жизни дано быть счастливым обладателем спарринг-партнёра, и в этом тоже замешана симметрия. Есть такая улитка Джереми, у которой раковина закручена влево (что встречается у одной улитки из миллиона), а значит, спариваться с правозакрученными улитками она не может по принципу хиральности. Однако интернет творит чудеса, и даже такие неповторимые оригиналы, как Джереми, способны найти себе пару.
Хиральные объекты – те, которые несовместимы друг с другом в плане симметрии. «Хиральность» с греческого — это «рука». И действительно, так же, как мы не можем пожать правой рукой левую руку друга, так и улитка с раковиной, закрученной в левую сторону, не сможет продолжить свой род с улиткой, у которой раковина закручена в правую. При создании лекарств с химическими цепочками, которые симметричны друг другу, получаются лекарства с совершенно разными эффектами. И если одно может вылечить, то другое — убить.
Наш мир – сплошная математика. Так же, как герой фильма «Пи» Даррена Аронофски пытался найти математические закономерности в природе, чтобы предсказывать поведение фондовой биржи, так и мы машинально отыскиваем в произведениях искусства, фильмах, архитектуре, музыке и в жизни симметричные закономерности. Но жизнью в её фундаментальном понимании мы обязаны асимметрии. Что ни говори, а прав оказался Гегель, рассуждая о единстве и борьбе противоположностей как о внутреннем источнике движения и развития всего сущего. Вот такой вот парадокс.
