ความสมมาตรในธรรมชาติ
"ความสมมาตรเป็นแนวคิดที่มนุษย์พยายามทำความเข้าใจและสร้างระเบียบ ความงาม และความสมบูรณ์แบบตลอดหลายศตวรรษที่ผ่านมา"
เฮอร์แมน วีล
ความสมมาตรในธรรมชาติ
ไม่เพียงแต่รูปทรงเรขาคณิตหรือสิ่งของที่ทำด้วยมือของมนุษย์เท่านั้นที่มีความสมมาตร แต่ยังรวมถึงการสร้างสรรค์จากธรรมชาติอีกมากมาย (ผีเสื้อ แมลงปอ ใบไม้ ปลาดาว เกล็ดหิมะ ฯลฯ) คุณสมบัติสมมาตรของคริสตัลมีความหลากหลายเป็นพิเศษ... บางส่วนมีความสมมาตรมากกว่าและบางส่วนน้อยกว่า เป็นเวลานานแล้วที่นักผลึกศาสตร์ไม่สามารถอธิบายความสมมาตรของคริสตัลทุกประเภทได้ ปัญหานี้ได้รับการแก้ไขในปี พ.ศ. 2433 โดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย E. S. Fedorov เขาพิสูจน์ว่ามีกลุ่ม 230 กลุ่มที่เปลี่ยนโครงผลึกให้กลายเป็นตัวมันเอง การค้นพบนี้ทำให้นักผลึกศาสตร์สามารถศึกษาประเภทของผลึกที่มีอยู่ในธรรมชาติได้ง่ายขึ้นมาก อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่า ความหลากหลายของผลึกในธรรมชาตินั้นมีมากจนแม้แต่การใช้แนวทางแบบกลุ่มก็ยังไม่สามารถอธิบายรูปแบบของผลึกที่เป็นไปได้ทั้งหมดได้
ความสมมาตรในธรรมชาติ
ทฤษฎีกลุ่มสมมาตรถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในฟิสิกส์ควอนตัม สมการที่อธิบายพฤติกรรมของอิเล็กตรอนในอะตอม (ที่เรียกว่าสมการคลื่นชโรดิงเงอร์) นั้นซับซ้อนมากแม้ว่าจะมีอิเล็กตรอนจำนวนน้อยจนแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะแก้ปัญหาโดยตรง อย่างไรก็ตามการใช้คุณสมบัติของสมมาตรของอะตอม (ค่าคงที่ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของนิวเคลียสในระหว่างการหมุนและสมมาตรความเป็นไปได้ของอิเล็กตรอนบางตัวในหมู่พวกมันเองเช่นการจัดเรียงแบบสมมาตรของอิเล็กตรอนเหล่านี้ในอะตอม ฯลฯ ) สามารถศึกษาคำตอบได้โดยไม่ต้องแก้สมการ โดยทั่วไป การใช้ทฤษฎีกลุ่มเป็นวิธีทางคณิตศาสตร์ที่ทรงพลังในการศึกษาและคำนึงถึงความสมมาตรของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ
ความสมมาตรในธรรมชาติที่มีชีวิต
ความสมมาตรของกระจกในธรรมชาติ
อัตราส่วนทองคำ.
อัตราส่วนทองคำ - ตามทฤษฎีแล้วคำนี้ถูกสร้างขึ้นในยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาและหมายถึงความสัมพันธ์ทางคณิตศาสตร์ของสัดส่วนที่กำหนดไว้อย่างเคร่งครัด โดยที่หนึ่งในสองส่วนประกอบนั้นมีขนาดใหญ่กว่าส่วนอื่นหลายเท่าและมีขนาดเล็กกว่าส่วนทั้งหมด ศิลปินและนักทฤษฎีในอดีตมักถือว่าอัตราส่วนทองคำเป็นการแสดงออกถึงสัดส่วนในอุดมคติ (สัมบูรณ์) แต่ในความเป็นจริงแล้ว ความสำคัญทางสุนทรียศาสตร์ของ "กฎที่ไม่เปลี่ยนรูป" นี้ยังมีจำกัด เนื่องจากความไม่สมดุลของทิศทางแนวนอนและแนวตั้งที่รู้จักกันดี . ในการปฏิบัติงานวิจิตรศิลป์ 3. น. ไม่ค่อยใช้ในรูปแบบที่แน่นอนและไม่เปลี่ยนแปลง ธรรมชาติและขอบเขตของการเบี่ยงเบนจากสัดส่วนทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมมีความสำคัญอย่างยิ่งที่นี่
อัตราส่วนทองคำในธรรมชาติ
ทุกสิ่งที่อยู่ในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งนั้นถูกสร้างขึ้น เติบโต พยายามที่จะเกิดขึ้นในอวกาศและรักษาตัวมันเอง ความปรารถนานี้บรรลุได้เป็นหลักในสองทางเลือก - เติบโตขึ้นไปหรือแผ่ไปทั่วพื้นผิวโลกและบิดเป็นเกลียว
เปลือกถูกบิดเป็นเกลียว หากคุณกางออก คุณจะมีความยาวสั้นกว่าความยาวของงูเล็กน้อย เปลือกเล็กสิบเซนติเมตรมีเกลียวยาว 35 ซม. เกลียวเป็นเรื่องธรรมดามากในธรรมชาติ แนวคิดเรื่องอัตราส่วนทองคำจะไม่สมบูรณ์หากไม่ได้พูดถึงเกลียว
รูปที่ 1. เกลียวของอาร์คิมีดีส
หลักการสร้างรูปทรงในธรรมชาติ
ในกิ้งก่าเมื่อมองแวบแรก เราสามารถจับสัดส่วนที่สบายตาได้ ความยาวของหางสัมพันธ์กับความยาวของส่วนอื่น ๆ ของร่างกาย เช่น 62 ถึง 38 ในโลกทั้งพืชและสัตว์ แนวโน้มการก่อตัวของธรรมชาติดำเนินไปอย่างต่อเนื่อง - ความสมมาตรสัมพันธ์กับทิศทางของการเติบโตและการเคลื่อนไหว ที่นี่อัตราส่วนทองคำจะปรากฏในสัดส่วนของส่วนต่างๆ ที่ตั้งฉากกับทิศทางการเติบโต ธรรมชาติได้แบ่งแยกออกเป็นส่วนที่สมมาตรและสัดส่วนสีทอง ชิ้นส่วนเผยให้เห็นการซ้ำซ้อนของโครงสร้างทั้งหมด
อัตราส่วนทองคำในธรรมชาติ
ความสมมาตรในงานศิลปะ
ในงานศิลปะ ความสมมาตร 1 มีบทบาทอย่างมาก สถาปัตยกรรมชิ้นเอกหลายชิ้นมีความสมมาตร ซึ่งมักจะหมายถึงความสมมาตรของกระจก คำว่า "สมมาตร" ถูกนำมาใช้เพื่อแสดงถึงแนวคิดที่แตกต่างกันในยุคประวัติศาสตร์ที่แตกต่างกัน
สมมาตร - สัดส่วนความถูกต้องในการจัดเรียงส่วนต่างๆ ทั้งหมด
สำหรับชาวกรีก ความสมมาตรหมายถึงความเป็นสัดส่วน เชื่อกันว่าปริมาณสองปริมาณจะสมส่วนหากมีปริมาณที่สามโดยหารทั้งสองปริมาณนี้โดยไม่มีเศษ อาคาร (หรือรูปปั้น) จะถือว่ามีความสมมาตรหากมีส่วนที่แยกแยะได้ง่าย โดยขนาดของส่วนอื่นๆ ทั้งหมดได้มาจากการคูณส่วนนี้ด้วยจำนวนเต็ม ดังนั้นส่วนเดิมจึงทำหน้าที่เป็นโมดูลที่มองเห็นและเข้าใจได้
อัตราส่วนทองคำในงานศิลปะ
นักวิจารณ์ศิลปะอ้างอย่างเป็นเอกฉันท์ว่าภาพวาดมีจุดสนใจเพิ่มขึ้นสี่จุด ตั้งอยู่ที่มุมของรูปสี่เหลี่ยม และขึ้นอยู่กับสัดส่วนของเฟรมย่อย เชื่อกันว่าไม่ว่าผืนผ้าใบจะมีขนาดและขนาดใดก็ตาม จุดทั้งสี่จะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนทองคำ จุดทั้งสี่ (เรียกว่าศูนย์ภาพ) ตั้งอยู่ที่ระยะ 3/8 และ 5/8 จากขอบ เชื่อกันว่านี่คือเมทริกซ์องค์ประกอบของผลงานวิจิตรศิลป์ใด ๆ
ตัวอย่างเช่นนี่คือจี้ "The Judgement of Paris" ที่มาถึง State Hermitage จาก Academy of Sciences ในปี 1785 (ตกแต่งถ้วยของ Peter I. ) ช่างแกะสลักหินชาวอิตาลีทำซ้ำพล็อตนี้มากกว่าหนึ่งครั้งบนจี้ แกะแกะ และเปลือกหอยแกะสลัก ในแค็ตตาล็อก คุณสามารถอ่านได้ว่าต้นแบบกราฟิกเป็นการแกะสลักโดย Marcantonio Raimondi โดยอิงจากงานที่สูญหายของ Raphael
อัตราส่วนทองคำในงานศิลปะ
อันที่จริงหนึ่งในสี่จุดของอัตราส่วนทองคำนั้นตกอยู่บนแอปเปิ้ลทองคำในมือของปารีส หรือให้เจาะจงกว่าคือตรงจุดที่แอปเปิ้ลเชื่อมต่อกับฝ่ามือ
สมมติว่าไรมอนดีคำนวณประเด็นนี้อย่างมีสติ แต่แทบจะไม่มีใครเชื่อได้ว่าปรมาจารย์ชาวสแกนดิเนเวียในช่วงกลางศตวรรษที่ 8 ทำการคำนวณ "ทองคำ" เป็นครั้งแรกและจากผลลัพธ์ของพวกเขาเขาได้กำหนดสัดส่วนของโอดินสีบรอนซ์
เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นโดยไม่รู้ตัวนั่นคือโดยสัญชาตญาณ และถ้าเป็นเช่นนั้น อัตราส่วนทองคำไม่จำเป็นต้องให้ปรมาจารย์ (ศิลปินหรือช่างฝีมือ) ต้องบูชา "ทองคำ" อย่างมีสติ ให้เขาสักการะความงามก็พอแล้ว
รูปที่ 2.
ร้องเพลงหนึ่งจาก Staraya Ladoga
สีบรอนซ์ กลางศตวรรษที่ 8
สูง 5.4 ซม. GE No. 2551/2.
อัตราส่วนทองคำในงานศิลปะ
“การปรากฏของพระคริสต์ต่อผู้คน” โดย Alexander Ivanov ผลที่ชัดเจนของการที่พระเมสสิยาห์เข้ามาใกล้ผู้คนนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากพระองค์ได้ผ่านจุดสีทองแล้ว (กากบาทของเส้นสีส้ม) และบัดนี้ก็เข้าสู่จุดที่เราจะเรียกว่าจุดสีเงินแล้ว (นี่คือ ส่วนหารด้วยตัวเลข π หรือส่วนลบส่วนหารด้วยตัวเลข π)
"การปรากฏของพระคริสต์ต่อผู้คน"
มาดูตัวอย่างของ "อัตราส่วนทองคำ" ในการวาดภาพใคร ๆ ก็อดไม่ได้ที่จะมุ่งเน้นไปที่งานของ Leonardo da Vinci บุคลิกภาพของเขาเป็นหนึ่งในความลึกลับของประวัติศาสตร์ เลโอนาร์โด ดา วินชี กล่าวไว้ว่า “อย่าให้ใครที่ไม่ใช่นักคณิตศาสตร์กล้าอ่านผลงานของฉัน” เขาได้รับชื่อเสียงในฐานะศิลปินที่ไม่มีใครเทียบได้ นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ อัจฉริยะผู้รอคอยสิ่งประดิษฐ์มากมายที่ยังไม่เกิดขึ้นจริงจนกระทั่งศตวรรษที่ 20 ไม่ต้องสงสัยเลยว่า Leonardo da Vinci เป็นศิลปินที่ยอดเยี่ยมซึ่งได้รับการยอมรับจากคนรุ่นราวคราวเดียวกัน แต่บุคลิกภาพและกิจกรรมของเขาจะยังคงถูกปกคลุมไปด้วยความลึกลับเนื่องจากเขาปล่อยให้ลูกหลานของเขาไม่ใช่การนำเสนอแนวคิดของเขาที่สอดคล้องกัน แต่มีเพียงลายมือจำนวนมากเท่านั้น ภาพร่าง บันทึกที่บอกว่า “เกี่ยวกับทุกคนในโลก” เขาเขียนจากขวาไปซ้ายด้วยลายมือที่อ่านไม่ออกและด้วยมือซ้าย นี่เป็นตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดของการเขียนกระจกเงาที่มีอยู่ ภาพเหมือนของ Monna Lisa (La Gioconda) ดึงดูดความสนใจของนักวิจัยมาหลายปีแล้ว ซึ่งค้นพบว่าองค์ประกอบของภาพนั้นมีพื้นฐานมาจากสามเหลี่ยมทองคำซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของรูปห้าเหลี่ยมรูปดาวปกติ มีหลายเวอร์ชันเกี่ยวกับประวัติความเป็นมาของภาพบุคคลนี้ นี่คือหนึ่งในนั้น วันหนึ่ง Leonardo da Vinci ได้รับคำสั่งจากนายธนาคาร Francesco de le Giocondo ให้วาดภาพเหมือนของหญิงสาวคนหนึ่ง ซึ่งเป็นภรรยาของนายธนาคาร Monna Lisa ผู้หญิงคนนั้นไม่สวย แต่เธอถูกดึงดูดด้วยความเรียบง่ายและเป็นธรรมชาติของรูปร่างหน้าตาของเธอ เลโอนาร์โดตกลงที่จะวาดภาพเหมือน นางแบบของเขาเศร้าและเศร้า แต่เลโอนาร์โดเล่านิทานให้เธอฟังหลังจากได้ยินเรื่องนั้นเธอก็มีชีวิตชีวาและน่าสนใจ
อัตราส่วนทองคำในผลงานของเลโอนาร์โด ดา วินชี
และเมื่อวิเคราะห์ภาพบุคคลสามภาพโดย Leonardo da Vinci ปรากฎว่ามีองค์ประกอบที่เหมือนกันเกือบทั้งหมด และไม่ได้สร้างขึ้นจากอัตราส่วนทองคำ แต่สร้างบน √2 ซึ่งเป็นเส้นแนวนอนที่ในแต่ละงานทั้งสามชิ้นลากผ่านปลายจมูก
อัตราส่วนทองคำในภาพวาด "Pine Grove" ของ I. I. Shishkin
ในภาพวาดที่มีชื่อเสียงของ I. I. Shishkin ลวดลายของอัตราส่วนทองคำจะมองเห็นได้ชัดเจน ต้นสนที่มีแสงแดดจ้า (ยืนอยู่เบื้องหน้า) แบ่งความยาวของภาพตามอัตราส่วนทองคำ ทางด้านขวาของต้นสนเป็นเนินเขาที่มีแสงแดดส่องถึง โดยจะแบ่งด้านขวาของภาพตามแนวนอนตามอัตราส่วนทองคำ ทางด้านซ้ายของต้นสนหลักมีต้นสนมากมาย - หากต้องการคุณสามารถแบ่งรูปภาพตามอัตราส่วนทองคำต่อไปได้สำเร็จ การปรากฏตัวในภาพแนวตั้งและแนวนอนที่สว่างโดยแบ่งตามอัตราส่วนทองคำทำให้เกิดความสมดุลและความสงบตามความตั้งใจของศิลปิน เมื่อความตั้งใจของศิลปินแตกต่างออกไป เช่น เขาสร้างภาพที่มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว รูปแบบการจัดองค์ประกอบทางเรขาคณิต (โดยเน้นแนวตั้งและแนวนอนเป็นหลัก) จะกลายเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้
เกลียวทองในภาพวาดของราฟาเอลเรื่อง "การสังหารหมู่ผู้บริสุทธิ์"
ตรงกันข้ามกับอัตราส่วนทองคำ ความรู้สึกของพลวัตและความตื่นเต้นนั้นแสดงออกมาอย่างแข็งแกร่งที่สุด บางทีอาจรุนแรงที่สุดในรูปทรงเรขาคณิตง่ายๆ อีกรูปแบบหนึ่งนั่นคือเกลียว การจัดองค์ประกอบหลายร่างซึ่งดำเนินการในปี 1509 - 1510 โดยราฟาเอลเมื่อจิตรกรชื่อดังสร้างจิตรกรรมฝาผนังของเขาในวาติกันมีความโดดเด่นอย่างแม่นยำด้วยพลวัตและบทละครของโครงเรื่อง ราฟาเอลไม่เคยทำให้แผนของเขาสำเร็จ แต่ภาพร่างของเขาถูกแกะสลักโดยศิลปินกราฟิกชาวอิตาลีที่ไม่รู้จัก Marcantinio Raimondi ซึ่งสร้างภาพแกะสลัก "Massacre of the Innocents" จากภาพร่างนี้
ในภาพร่างขั้นเตรียมการของราฟาเอล มีการวาดเส้นสีแดงวิ่งจากศูนย์กลางความหมายขององค์ประกอบ - จุดที่นิ้วของนักรบปิดรอบข้อเท้าของเด็ก - ไปตามร่างของเด็ก ผู้หญิงที่อุ้มเขาไว้ใกล้ นักรบที่ยกดาบขึ้น แล้วตามด้วยร่างของกลุ่มเดียวกันทางภาพร่างด้านขวา หากคุณเชื่อมต่อชิ้นส่วนเหล่านี้ด้วยเส้นประแบบโค้งตามธรรมชาติ คุณจะได้... เกลียวทองคำด้วยความแม่นยำที่ยอดเยี่ยมมาก! ซึ่งสามารถตรวจสอบได้โดยการวัดอัตราส่วนของความยาวของส่วนที่ตัดด้วยเกลียวบนเส้นตรงที่ผ่านจุดเริ่มต้นของเส้นโค้ง
อัตราส่วนทองคำในสถาปัตยกรรม
นักวิจัยหลายคนที่พยายามเปิดเผยความลับของความกลมกลืนของวิหารพาร์เธนอนได้ค้นหาและพบอัตราส่วนทองคำในความสัมพันธ์ของส่วนต่างๆ หากเราใช้ส่วนหน้าสุดของวิหารเป็นหน่วยความกว้าง เราจะได้ความก้าวหน้าที่ประกอบด้วยสมาชิกแปดชุด: 1: j: j 2: j 3: j 4: j 5: j 6: j 7 โดยที่ เจ = 1.618.
ดังที่ G.I. ชี้ให้เห็น Sokolov ความยาวของเนินเขาด้านหน้าวิหารพาร์เธนอน ความยาวของวิหารอาธีนา และส่วนของอะโครโพลิสด้านหลังวิหารพาร์เธนอนมีความสัมพันธ์กันเป็นส่วนๆ ของอัตราส่วนทองคำ เมื่อดูวิหารพาร์เธนอนซึ่งเป็นที่ตั้งของประตูอนุสาวรีย์ตรงทางเข้าเมือง (โพรพิเลอา) อัตราส่วนของมวลหินที่วัดก็สอดคล้องกับอัตราส่วนทองคำเช่นกัน ดังนั้นสัดส่วนทองคำจึงถูกนำมาใช้ในการสร้างองค์ประกอบของวัดบนเนินเขาศักดิ์สิทธิ์แล้ว
อัตราส่วนทองคำในวรรณคดี
ความสมมาตรในเรื่อง “หัวใจหมา”
สัดส่วนทองคำในวรรณคดี กวีนิพนธ์และอัตราส่วนทองคำ
โครงสร้างงานกวีส่วนใหญ่ทำให้รูปแบบศิลปะนี้คล้ายคลึงกับดนตรี จังหวะที่ชัดเจน การสลับพยางค์ที่เน้นและไม่เน้นเสียงอย่างเป็นธรรมชาติ บทกวีที่เป็นระเบียบ และความมีชีวิตชีวาทางอารมณ์ทำให้บทกวีเป็นน้องสาวของผลงานดนตรี แต่ละท่อนมีรูปแบบดนตรีของตัวเอง - จังหวะและทำนองของตัวเอง คาดหวังได้ว่าในโครงสร้างของบทกวีลักษณะบางอย่างของผลงานดนตรีรูปแบบของความกลมกลืนทางดนตรีและด้วยเหตุนี้สัดส่วนทองคำจึงจะปรากฏขึ้น
เริ่มจากขนาดของบทกวีนั่นคือจำนวนบรรทัดในนั้น ดูเหมือนว่าพารามิเตอร์ของบทกวีนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอำเภอใจ อย่างไรก็ตาม กลับกลายเป็นว่าไม่เป็นเช่นนั้น ตัวอย่างเช่น การวิเคราะห์บทกวีของ A.S. จากมุมมองนี้พุชกินแสดงให้เห็นว่าขนาดของบทกวีมีการกระจายไม่สม่ำเสมอมาก ปรากฎว่าพุชกินชอบขนาดเส้น 5, 8, 13, 21 และ 34 อย่างชัดเจน (หมายเลขฟีโบนัชชี)
อัตราส่วนทองคำในบทกวีของ A.S. พุชกิน
นักวิจัยหลายคนสังเกตเห็นว่าบทกวีมีความคล้ายคลึงกับบทเพลง พวกเขายังมีจุดสุดยอดที่แบ่งบทกวีตามสัดส่วนของอัตราส่วนทองคำ ลองพิจารณาบทกวีของเอ.เอส. "ช่างทำรองเท้า" ของพุชกิน:
สัดส่วนทองคำในวรรณคดี
บทกวีบทสุดท้ายของพุชกิน "ฉันให้ความสำคัญกับสิทธิอันดังไม่สุดซึ้ง" ประกอบด้วย 21 บรรทัดและมีสองส่วนความหมาย: 13 และ 8 บรรทัด
ความสมมาตรของแนวแกนนั้นมีอยู่ในธรรมชาติทุกรูปแบบ และเป็นหนึ่งในหลักการพื้นฐานของความงาม ตั้งแต่สมัยโบราณ มนุษย์ได้พยายามเข้าใจความหมายของความสมบูรณ์แบบ
แนวคิดนี้ได้รับการพิสูจน์ครั้งแรกโดยศิลปิน นักปรัชญา และนักคณิตศาสตร์ของกรีกโบราณ และคำว่า "สมมาตร" ก็ถูกประดิษฐ์ขึ้นโดยพวกเขาเอง แสดงถึงความเป็นสัดส่วน ความกลมกลืน และเอกลักษณ์ของส่วนต่างๆ โดยรวม เพลโต นักคิดชาวกรีกโบราณแย้งว่า วัตถุที่มีความสมมาตรและได้สัดส่วนเท่านั้นจึงจะสวยงามได้ แท้จริงปรากฏการณ์และรูปแบบเหล่านั้นที่สมส่วนและสมบูรณ์นั้น “พึงเห็นแก่ตา” เราเรียกพวกเขาว่าถูกต้อง
ความสมมาตรของแกนเกิดขึ้นในธรรมชาติ มันกำหนดไม่เพียง แต่โครงสร้างทั่วไปของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงความเป็นไปได้ของการพัฒนาในภายหลังด้วย รูปทรงเรขาคณิตและสัดส่วนของสิ่งมีชีวิตเกิดจาก "สมมาตรตามแนวแกน" คำจำกัดความมีดังต่อไปนี้: นี่คือคุณสมบัติของวัตถุที่จะรวมกันภายใต้การแปลงต่างๆ คนโบราณเชื่อว่าทรงกลมมีหลักการสมมาตรอย่างเต็มที่ พวกเขาถือว่ารูปแบบนี้กลมกลืนและสมบูรณ์แบบ ความสมมาตรของแกนในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต หากคุณมองไปที่สิ่งมีชีวิตใด ๆ ความสมมาตรของโครงสร้างของร่างกายจะดึงดูดสายตาคุณทันที มนุษย์: สองแขน สองขา สองตา สองหู และอื่นๆ สัตว์แต่ละชนิดมีสีเฉพาะตัว หากลวดลายปรากฏขึ้นในการระบายสี ตามกฎแล้วลวดลายนั้นจะถูกมิเรอร์ทั้งสองด้าน ซึ่งหมายความว่ามีเส้นบางเส้นที่สัตว์และผู้คนสามารถแบ่งสายตาออกเป็นสองซีกที่เหมือนกันได้นั่นคือโครงสร้างทางเรขาคณิตของพวกมันนั้นขึ้นอยู่กับสมมาตรตามแนวแกน ธรรมชาติสร้างสิ่งมีชีวิตใดๆ ก็ตามที่ไม่วุ่นวายและไร้สติ แต่ตามกฎทั่วไปของระเบียบโลก เพราะไม่มีสิ่งใดในจักรวาลที่มีจุดประสงค์ในการตกแต่งและสุนทรีย์ล้วนๆ การมีอยู่ของรูปแบบต่างๆ ก็เนื่องมาจากความจำเป็นตามธรรมชาติเช่นกัน
ในโลกนี้ เราถูกรายล้อมไปด้วยปรากฏการณ์และวัตถุต่างๆ เช่น พายุไต้ฝุ่น สายรุ้ง หยดน้ำ ใบไม้ ดอกไม้ ฯลฯ กระจกเงา รัศมี ศูนย์กลาง และสมมาตรตามแนวแกนนั้นชัดเจน สาเหตุหลักมาจากปรากฏการณ์แรงโน้มถ่วง บ่อยครั้ง แนวคิดเรื่องความสมมาตรหมายถึงความสม่ำเสมอของการเปลี่ยนแปลงในปรากฏการณ์บางอย่าง เช่น กลางวันและกลางคืน ฤดูหนาว ฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน ฤดูใบไม้ร่วง เป็นต้น ในทางปฏิบัติ คุณสมบัตินี้มีอยู่ทุกที่ที่มีการปฏิบัติตามคำสั่ง และกฎของธรรมชาติเอง - ชีวภาพ, เคมี, พันธุกรรม, ดาราศาสตร์ - อยู่ภายใต้หลักการของความสมมาตรที่เราทุกคนพบเห็นร่วมกันเนื่องจากพวกมันมีระบบที่น่าอิจฉา ดังนั้นความสมดุล อัตลักษณ์ ซึ่งเป็นหลักการจึงมีขอบเขตสากล ความสมมาตรของแกนในธรรมชาติเป็นหนึ่งในกฎ "หลักสำคัญ" ที่เป็นพื้นฐานของจักรวาลโดยรวม
ทำไมอวัยวะของมนุษย์ถึงมาเป็นคู่ (เช่น ปอด ไต) ในขณะที่อวัยวะอื่นๆ มาเป็นคู่เดียวกัน?
ก่อนอื่น เรามาลองตอบคำถามเสริมกันก่อน: เหตุใดบางส่วนของร่างกายมนุษย์จึงสมมาตรและส่วนอื่นๆ จึงไม่สมมาตร
ความสมมาตรเป็นคุณสมบัติพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ ความสมมาตรนั้นสะดวกมาก คิดเอาเองว่า ถ้าคุณมีตา หู จมูก ปาก และแขนขา ทุกด้าน คุณจะมีเวลาสัมผัสถึงบางสิ่งที่น่าสงสัย ไม่ว่ามันจะคืบคลานไปด้านไหนก็ตาม และขึ้นอยู่กับ ที่เป็นเรื่องที่น่าสงสัย - กินมันหรือกลับกันวิ่งหนีจากมัน
ไร้ที่ติที่สุด “สมมาตรที่สุด” ในบรรดาสมมาตรทั้งหมด - ทรงกลมเมื่อร่างกายไม่มีส่วนบน ล่าง ขวา ซ้าย หน้า และหลังที่แตกต่างกัน และจะเกิดไปพร้อม ๆ กันเมื่อหมุนไปรอบจุดศูนย์กลางสมมาตรทุกมุม อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้เป็นไปได้เฉพาะในตัวกลางที่มีความสมมาตรในอุดมคติในทุกทิศทาง และแรงเดียวกันกระทำต่อร่างกายจากทุกด้าน แต่บนที่ดินของเราไม่มีสภาพแวดล้อมเช่นนั้น มีแรงอย่างน้อยหนึ่งแรง - แรงโน้มถ่วง - ที่กระทำตามแกนเดียวเท่านั้น (บน-ล่าง) และไม่ส่งผลกระทบต่อแกนอื่น ๆ (ไปข้างหน้า-ข้างหลัง ซ้าย-ขวา) เธอกำลังดึงทุกอย่างลง และสิ่งมีชีวิตก็ต้องปรับตัวเข้ากับสิ่งนี้
สิ่งนี้ทำให้เกิดความสมมาตรประเภทต่อไปนี้ - รัศมี. สิ่งมีชีวิตที่สมมาตรตามแนวรัศมีจะมีส่วนบนและส่วนล่าง แต่ไม่มีด้านขวาและด้านซ้าย ด้านหน้าและด้านหลัง พวกมันเกิดขึ้นพร้อมกันเมื่อหมุนรอบแกนเดียวเท่านั้น ซึ่งรวมถึงปลาดาวและไฮดรา เป็นต้น สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อยู่ประจำที่และมีส่วนร่วมใน "การล่าอย่างเงียบ ๆ " เพื่อตามหาสิ่งมีชีวิตที่ผ่านไป
แต่ถ้าสิ่งมีชีวิตบางตัวมีวิถีชีวิตที่กระฉับกระเฉง ไล่ล่าเหยื่อ และหลบหนีจากผู้ล่า อีกทิศทางหนึ่งก็มีความสำคัญสำหรับมัน นั่นคือด้านหน้าและด้านหลัง ส่วนของร่างกายที่อยู่ข้างหน้าเมื่อสัตว์เคลื่อนไหวจะมีความสำคัญมากขึ้น อวัยวะรับสัมผัสทั้งหมด "คลาน" ที่นี่ และในขณะเดียวกัน โหนดประสาทที่วิเคราะห์ข้อมูลที่ได้รับจากอวัยวะรับสัมผัส (สำหรับผู้โชคดีบางคน โหนดเหล่านี้จะกลายเป็นสมองในภายหลัง) นอกจากนี้ปากจะต้องอยู่ข้างหน้าจึงจะมีเวลาจับเหยื่อที่ถูกแซง ทั้งหมดนี้มักจะอยู่ในส่วนที่แยกจากกันของร่างกาย - หัว (สัตว์ที่มีสมมาตรในแนวรัศมีไม่มีหัวในหลักการ) ก็เป็นเช่นนี้แล ทวิภาคี(หรือ ทวิภาคี) สมมาตร สิ่งมีชีวิตที่สมมาตรทั้งสองข้างจะมีส่วนบนและส่วนล่าง ด้านหน้าและด้านหลังที่แตกต่างกัน มีเพียงด้านขวาและด้านซ้ายเท่านั้นที่เหมือนกัน และเป็นภาพสะท้อนของกันและกัน ความสมมาตรประเภทนี้เป็นลักษณะเฉพาะของสัตว์ส่วนใหญ่ รวมถึงมนุษย์ด้วย
ในสัตว์บางชนิด เช่น annelids นอกเหนือจากความสมมาตรทวิภาคีแล้ว ยังมีความสมมาตรอีกอย่างหนึ่งด้วย - เมตาเมริก. ร่างกายของพวกเขา (ยกเว้นส่วนหน้า) ประกอบด้วยส่วนที่เหมือนกันของ metameric และถ้าคุณเคลื่อนที่ไปตามร่างกาย หนอนจะ "บังเอิญ" กับตัวเอง สัตว์ที่ก้าวหน้ากว่านั้น รวมถึงมนุษย์ ยังคงมี “เสียงสะท้อน” เล็กน้อยของความสมมาตรนี้ ในแง่หนึ่ง กระดูกสันหลังและกระดูกซี่โครงของเราสามารถถูกเรียกว่าเมตาเมียร์ได้เช่นกัน
แล้วทำไมคนถึงมี. คู่ผสมอวัยวะต่างๆ เราก็คิดออก ทีนี้เรามาคุยกันว่าคนที่ไม่ได้จับคู่มาจากไหน
ก่อนอื่นเรามาลองทำความเข้าใจกันก่อนว่าแกนสมมาตรสำหรับสิ่งมีชีวิตหลายเซลล์ดั้งเดิมที่มีความสมมาตรในแนวรัศมีที่ง่ายที่สุดคืออะไร? คำตอบนั้นง่าย: มันคือระบบย่อยอาหาร ร่างกายทั้งหมดถูกสร้างขึ้นรอบๆ และจัดเรียงเพื่อให้ทุกเซลล์ของร่างกายอยู่ใกล้กับ "เครื่องป้อน" และได้รับสารอาหารในปริมาณที่เพียงพอ ลองจินตนาการถึงไฮดรา: ปากของมันถูกล้อมรอบด้วยหนวดที่ขับเหยื่ออย่างสมมาตร และโพรงลำไส้นั้นตั้งอยู่ตรงกลางลำตัวและเป็นแกนรอบซึ่งส่วนที่เหลือของร่างกายถูกสร้างขึ้น ระบบย่อยอาหารของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้เป็นระบบเดียวตามคำนิยาม เพราะสิ่งมีชีวิตทั้งหมดถูกสร้างขึ้น "ภายใต้มัน"
สัตว์ต่างๆ มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ และระบบย่อยอาหารของพวกมันก็ก้าวหน้ามากขึ้นเรื่อยๆ ลำไส้จะขยายออกเพื่อย่อยอาหารได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงต้องพับหลายครั้งเพื่อให้พอดีกับช่องท้อง อวัยวะเพิ่มเติมปรากฏขึ้น - ตับ, ถุงน้ำดี, ตับอ่อน - ซึ่งอยู่ในร่างกายไม่สมมาตรและ "ย้าย" อวัยวะอื่น ๆ บางส่วน (ตัวอย่างเช่นเนื่องจากตับตั้งอยู่ทางด้านขวา ไตขวา และรังไข่ด้านขวา/ ลูกอัณฑะเลื่อนลงมาทางด้านซ้าย) ในระบบย่อยอาหารทั้งหมดของมนุษย์ มีเพียงปาก คอหอย หลอดอาหารและทวารหนักเท่านั้นที่ยังคงรักษาตำแหน่งไว้บนระนาบสมมาตรของร่างกาย แต่ระบบย่อยอาหารและอวัยวะทั้งหมดยังคงอยู่กับเราในสำเนาเดียว
ตอนนี้เรามาดูระบบไหลเวียนโลหิตกันดีกว่า
หากสัตว์มีขนาดเล็กก็ไม่มีปัญหาเรื่องสารอาหารเข้าถึงทุกเซลล์ เพราะทุกเซลล์ค่อนข้างใกล้กับระบบย่อยอาหาร แต่ยิ่งสิ่งมีชีวิตมีขนาดใหญ่เท่าไร ปัญหาการส่งสารอาหารไปยัง “จังหวัดห่างไกล” ที่อยู่บริเวณรอบนอกของร่างกายก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น มีความจำเป็นต้องมีบางสิ่งบางอย่างที่จะ "เลี้ยง" บริเวณเหล่านี้ และยิ่งไปกว่านั้น เชื่อมโยงร่างกายทั้งหมดเข้าด้วยกัน และช่วยให้บริเวณที่ห่างไกลสามารถ "สื่อสาร" กันได้ (และในสัตว์บางชนิดยังจะนำออกซิเจนจากอวัยวะทางเดินหายใจไปทั่วร่างกายด้วย ร่างกาย). นี่คือลักษณะที่ระบบไหลเวียนโลหิตปรากฏขึ้น
ระบบไหลเวียนโลหิตถูกสร้างขึ้นตามระบบย่อยอาหารและในกรณีดั้งเดิมที่สุดประกอบด้วยหลอดเลือดหลักเพียงสองลำเท่านั้น - ช่องท้องและหลัง - และอีกหลายลำที่เชื่อมต่อกัน หากสิ่งมีชีวิตมีขนาดเล็กและเคลื่อนที่ได้ไม่มาก (เช่น lancelet) ดังนั้นเพื่อให้เลือดไหลผ่านหลอดเลือด การหดตัวของหลอดเลือดเหล่านี้ก็เพียงพอแล้ว แต่สำหรับสิ่งมีชีวิตที่มีขนาดค่อนข้างใหญ่ซึ่งมีวิถีชีวิตที่กระฉับกระเฉงมากขึ้น (เช่น ปลา) นี่ยังไม่เพียงพอ ดังนั้นส่วนหนึ่งของหลอดเลือดในช่องท้องจึงกลายเป็นอวัยวะกล้ามเนื้อพิเศษที่ดันเลือดไปข้างหน้าอย่างแรง - หัวใจ เนื่องจากมันเกิดขึ้นบนภาชนะที่ไม่มีคู่ มันจึง "โดดเดี่ยว" และไม่มีคู่ ในปลา หัวใจมีความสมมาตรในตัวเอง และในร่างกายจะอยู่บนระนาบแห่งความสมมาตร แต่ในสัตว์บกเนื่องจากการปรากฏตัวของการไหลเวียนโลหิตเป็นวงกลมที่สองส่วนด้านซ้ายของกล้ามเนื้อหัวใจจะมีขนาดใหญ่กว่าด้านขวาและหัวใจก็เคลื่อนไปทางด้านซ้ายทำให้สูญเสียทั้งความสมมาตรของตำแหน่งและความสมมาตรของมันเอง .
เวรา บาชมาโควา
"องค์ประกอบ"
| ความคิดเห็น: 0 |
- เชิงพื้นที่;
- การสอบเทียบ;
- ไอโซโทป;
- มิเรอร์;
- เปลี่ยนแปลงได้
สามารถสร้างรูปแบบเซลล์ปกติได้หากเซลล์เป็นรูปสามเหลี่ยม สี่เหลี่ยมจัตุรัส หรือหกเหลี่ยม รูปทรงหกเหลี่ยมช่วยให้คุณประหยัดบนผนังได้มากกว่าแบบอื่นนั่นคือจะใช้ขี้ผึ้งน้อยลงกับรังผึ้งที่มีเซลล์ดังกล่าว “ความประหยัด” ของผึ้งดังกล่าวถูกพบครั้งแรกในคริสต์ศตวรรษที่ 4 จ. และในขณะเดียวกัน ก็มีข้อเสนอแนะว่าเมื่อสร้างรวงผึ้งนั้น "ถูกชี้นำโดยแผนทางคณิตศาสตร์" อย่างไรก็ตาม นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์เชื่อว่าความรุ่งโรจน์ทางวิศวกรรมของผึ้งนั้นเกินความจริงอย่างมาก รูปทรงเรขาคณิตที่ถูกต้องของเซลล์หกเหลี่ยมของรังผึ้งเกิดขึ้นจากแรงทางกายภาพที่กระทำต่อพวกมัน และแมลงเป็นเพียงผู้ช่วยที่นี่
มีการเสนอรูปแบบที่แตกต่างกันของโมเสกแบบไม่เป็นระยะซึ่งครอบคลุมระนาบ โดยจะใช้กระเบื้องที่มีรูปร่างเหมือนกันแต่มีสองสีที่ต่างกัน
เอียน สจ๊วต
เป็นเวลาหลายศตวรรษที่ความสมมาตรยังคงเป็นแนวคิดหลักสำหรับศิลปิน สถาปนิก และนักดนตรี แต่ในศตวรรษที่ 20 ความหมายอันลึกซึ้งของความสมมาตรก็ได้รับการชื่นชมจากนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์เช่นกัน เป็นเรื่องสมมาตรที่ปัจจุบันรองรับทฤษฎีพื้นฐานทางกายภาพและจักรวาลวิทยา เช่น ทฤษฎีสัมพัทธภาพ กลศาสตร์ควอนตัม และทฤษฎีสตริง จากบาบิโลนโบราณไปจนถึงวิทยาการสมัยใหม่ที่ทันสมัย เอียน สจ๊วร์ต นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษผู้มีชื่อเสียงระดับโลก ติดตามการศึกษาเรื่องสมมาตรและการค้นพบกฎพื้นฐานของมัน
โซดาไฟเป็นพื้นผิวทางแสงและเส้นโค้งที่แพร่หลายซึ่งเกิดจากการสะท้อนและการหักเหของแสง โซดาไฟสามารถอธิบายได้ว่าเป็นเส้นหรือพื้นผิวซึ่งมีรังสีของแสงเข้มข้น
ดูใบหน้าของคนรอบตัวคุณ: ตาข้างหนึ่งเหล่มากขึ้นอีกหน่อย ตาอีกข้างน้อยลง คิ้วข้างหนึ่งโค้งมากขึ้น และอีกข้างน้อยลง หูข้างหนึ่งสูงกว่าและอีกข้างอยู่ต่ำกว่า ขอให้เราเพิ่มเติมสิ่งที่กล่าวไว้ว่าบุคคลหนึ่งใช้ตาขวามากกว่าตาซ้าย เช่น ดูคนที่ยิงปืนหรือธนู
จากตัวอย่างข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าในโครงสร้างของร่างกายมนุษย์และนิสัยของเขามีความปรารถนาที่แสดงออกอย่างชัดเจนที่จะเน้นทิศทางใด ๆ อย่างรวดเร็ว - ขวาหรือซ้าย นี่ไม่ใช่อุบัติเหตุ ปรากฏการณ์ที่คล้ายกันนี้สามารถสังเกตได้ในพืช สัตว์ และจุลินทรีย์
นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็นสิ่งนี้มานานแล้ว ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 18 นักวิทยาศาสตร์และนักเขียน Bernardin de Saint-Pierre ชี้ให้เห็นว่าทะเลทุกแห่งเต็มไปด้วยหอยกาบเดี่ยวหลายสายพันธุ์ซึ่งลอนทั้งหมดจะถูกชี้จากซ้ายไปขวาคล้ายกับการเคลื่อนที่ของโลกหากคุณวางพวกมันด้วยรู ไปทางเหนือและปลายแหลมถึงพื้นโลก
แต่ก่อนที่เราจะเริ่มพิจารณาปรากฏการณ์ของความไม่สมมาตรดังกล่าว เราจะต้องรู้ก่อนว่าความสมมาตรคืออะไร
เพื่อที่จะเข้าใจอย่างน้อยผลลัพธ์หลักที่ได้รับในการศึกษาความสมมาตรของสิ่งมีชีวิต เราต้องเริ่มต้นด้วยแนวคิดพื้นฐานของทฤษฎีความสมมาตรนั่นเอง จำไว้ว่าร่างกายไหนที่มักจะถือว่าเท่าเทียมกันในชีวิตประจำวัน เฉพาะสิ่งที่เหมือนกันทั้งหมดหรือแม่นยำยิ่งขึ้นซึ่งเมื่อซ้อนทับจะรวมเข้าด้วยกันในรายละเอียดทั้งหมดเช่นกลีบบนทั้งสองในรูปที่ 1 อย่างไรก็ตามในทฤษฎีสมมาตรนอกจากนี้ เพื่อความเท่าเทียมกันที่เข้ากันได้ ความเท่าเทียมกันอีกสองประเภทจะแตกต่างกัน - มิเรอร์และมิเรอร์ที่เข้ากันได้ ด้วยความเท่าเทียมกันของกระจก กลีบดอกไม้ด้านซ้ายจากแถวกลางของรูปที่ 1 สามารถจัดชิดกับกลีบด้านขวาได้อย่างแม่นยำหลังจากการสะท้อนเบื้องต้นในกระจกเท่านั้น และถ้าวัตถุสองชิ้นมีกระจกที่เข้ากันได้เท่ากัน ก็สามารถรวมเข้าด้วยกันทั้งก่อนและหลังการสะท้อนในกระจกได้ กลีบดอกของแถวล่างในรูปที่ 1 เท่ากันและเข้ากันได้และเป็นกระจก
จากรูปที่ 2 เห็นได้ชัดว่าการมีอยู่ของส่วนที่เท่ากันในรูปเพียงอย่างเดียวนั้นไม่เพียงพอที่จะรับรู้ได้ว่ารูปร่างนั้นสมมาตร ทางด้านซ้ายพวกมันจะอยู่อย่างไม่สม่ำเสมอและเรามีรูปร่างที่ไม่สมมาตร ทางด้านขวาพวกมันจะสม่ำเสมอและเรามี ขอบสมมาตร การจัดเรียงส่วนที่เท่าๆ กันซึ่งสัมพันธ์กันอย่างสม่ำเสมอและสม่ำเสมอนี้เรียกว่าสมมาตร
ความเท่าเทียมกันและความเหมือนกันของการจัดเรียงส่วนต่างๆ ของรูปจะถูกเปิดเผยผ่านการดำเนินการแบบสมมาตร การดำเนินการแบบสมมาตร ได้แก่ การหมุน การแปล และการสะท้อนกลับ
สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับเราที่นี่คือการหมุนและการสะท้อนกลับ การหมุนนั้นเข้าใจว่าเป็นการหมุนรอบแกนตามปกติ 360° ซึ่งเป็นผลให้ส่วนที่เท่ากันของการแลกเปลี่ยนรูปที่สมมาตรเกิดขึ้น และตัวเลขโดยรวมก็รวมเข้ากับตัวมันเอง ในกรณีนี้ แกนรอบๆ ที่เกิดการหมุนเรียกว่าแกนสมมาตรอย่างง่าย (ชื่อนี้ไม่ได้ตั้งใจเนื่องจากในทฤษฎีสมมาตรแกนเชิงซ้อนประเภทต่าง ๆ ก็มีความโดดเด่นเช่นกัน) จำนวนการรวมกันของตัวเลขกับตัวมันเองในระหว่างการหมุนรอบแกนที่สมบูรณ์หนึ่งครั้งเรียกว่าลำดับของแกน ดังนั้น รูปภาพของปลาดาวในรูปที่ 3 จึงมีแกนลำดับที่ห้าธรรมดาหนึ่งแกนที่ผ่านจุดศูนย์กลางของมัน
ซึ่งหมายความว่าโดยการหมุนภาพของดาวฤกษ์รอบแกนของมัน 360° เราจะสามารถวางส่วนที่เท่าๆ กันของดาวฤกษ์ซ้อนทับกันห้าครั้ง
การสะท้อน หมายถึง การสะท้อนแสงใดๆ ที่จุด เส้น หรือระนาบ ระนาบจินตภาพซึ่งแบ่งตัวเลขออกเป็นสองซีกเหมือนกระจกเรียกว่าระนาบสมมาตร พิจารณาดอกไม้ที่มีห้ากลีบในรูปที่ 3 มีระนาบสมมาตรห้าระนาบตัดกันบนแกนลำดับที่ห้า ความสมมาตรของดอกไม้นี้สามารถกำหนดได้ดังนี้: 5*ม. หมายเลข 5 ในที่นี้หมายถึงหนึ่งแกนสมมาตรของลำดับที่ห้า และ m คือระนาบ จุดคือสัญญาณของจุดตัดของระนาบห้าอันบนแกนนี้ สูตรทั่วไปสำหรับความสมมาตรของตัวเลขที่คล้ายกันเขียนอยู่ในรูปแบบ n*m โดยที่ n คือสัญลักษณ์แกน นอกจากนี้ยังสามารถมีค่าได้ตั้งแต่ 1 ถึงอนันต์ (?)
เมื่อศึกษาความสมมาตรของสิ่งมีชีวิต พบว่าในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต ความสมมาตรที่พบมากที่สุดคือ n*m นักชีววิทยาเรียกความสมมาตรของรัศมีประเภทนี้ (รัศมี) นอกจากดอกไม้และปลาดาวที่แสดงในรูปที่ 3 แล้ว ความสมมาตรในแนวรัศมียังมีอยู่ในแมงกะพรุนและติ่งเนื้อ ภาพตัดขวางของแอปเปิ้ล มะนาว ส้ม ลูกพลับ (รูปที่ 3) เป็นต้น
ด้วยการเกิดขึ้นของธรรมชาติที่มีชีวิตบนโลกของเรา ความสมมาตรรูปแบบใหม่จึงเกิดขึ้นและพัฒนาซึ่งก่อนหน้านี้ไม่มีเลยหรือมีน้อย สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษในกรณีพิเศษของความสมมาตรที่มีรูปแบบ n*m ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยระนาบสมมาตรเพียงระนาบเดียว โดยแบ่งรูปออกเป็นสองซีกเหมือนกระจก ในทางชีววิทยา กรณีนี้เรียกว่าสมมาตรทวิภาคี (สองด้าน) ในธรรมชาติที่ไม่มีชีวิต ความสมมาตรประเภทนี้ไม่มีนัยสำคัญ แต่มีการนำเสนออย่างมากมายในธรรมชาติที่มีชีวิต (รูปที่ 4)
เป็นลักษณะของโครงสร้างภายนอกของร่างกายมนุษย์ สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม นก สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ ปลา หอยหลายชนิด สัตว์น้ำที่มีเปลือกแข็ง แมลง หนอน รวมถึงพืชหลายชนิด เช่น ดอก snapdragon
เชื่อกันว่าความสมมาตรดังกล่าวสัมพันธ์กับความแตกต่างในการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตขึ้นและลง ไปข้างหน้าและข้างหลัง ในขณะที่การเคลื่อนไหวไปทางขวาและซ้ายจะเหมือนกันทุกประการ การละเมิดความสมมาตรทวิภาคีย่อมนำไปสู่การยับยั้งการเคลื่อนที่ของด้านใดด้านหนึ่งและการเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของการแปลเป็นวงกลม ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่สัตว์ที่เคลื่อนไหวอย่างแข็งขันมีความสมมาตรทั้งสองข้าง
ความเป็นทวิภาคีของสิ่งมีชีวิตที่ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และอวัยวะของพวกมันเกิดขึ้นเนื่องจากความไม่เหมือนกันของเงื่อนไขของด้านที่แนบและด้านที่เป็นอิสระ ดูเหมือนจะเป็นเช่นนั้นกับใบไม้ ดอกไม้ และรังสีของติ่งปะการังบางส่วน
สมควรที่จะสังเกต ณ ที่นี้ว่ายังไม่พบความสมมาตรซึ่งจำกัดอยู่เพียงจุดศูนย์กลางของความสมมาตรในสิ่งมีชีวิต โดยธรรมชาติแล้ว กรณีของความสมมาตรนี้อาจแพร่หลายเฉพาะในผลึกเท่านั้น ซึ่งรวมถึงคริสตัลสีน้ำเงินของคอปเปอร์ซัลเฟตที่เติบโตอย่างงดงามจากสารละลาย
สมมาตรหลักอีกประเภทหนึ่งนั้นมีลักษณะสมมาตรเพียงแกนเดียวของลำดับที่ n และเรียกว่าแกนหรือแกน (จากคำภาษากรีก "แอกซอน" - แกน) จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ สิ่งมีชีวิตที่มีรูปแบบมีลักษณะสมมาตรตามแนวแกน (ยกเว้นกรณีพิเศษที่ง่ายที่สุดเมื่อ n = 1) ไม่เป็นที่รู้จักของนักชีววิทยา อย่างไรก็ตาม มีการค้นพบเมื่อไม่นานมานี้ว่าความสมมาตรนี้แพร่หลายในอาณาจักรพืช มันมีอยู่ในกลีบดอกไม้ของพืชเหล่านั้นทั้งหมด (ดอกมะลิ, ชบา, ต้นฟลอกส, สีบานเย็น, ฝ้าย, เจนเชียนสีเหลือง, เซ็นทอรี, ยี่โถ ฯลฯ ) ขอบของกลีบซึ่งวางซ้อนกันในลักษณะคล้ายพัด ตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกา (รูปที่ 5)
ความสมมาตรนี้มีอยู่ในสัตว์บางชนิดด้วย เช่น แมงกะพรุน Aurelia Insulinda (รูปที่ 6) ข้อเท็จจริงทั้งหมดนี้นำไปสู่การสร้างการดำรงอยู่ของความสมมาตรระดับใหม่ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
วัตถุที่มีความสมมาตรตามแนวแกนเป็นกรณีพิเศษของวัตถุที่ไม่สมมาตร เช่น ไม่เป็นระเบียบ สมมาตร พวกมันแตกต่างจากวัตถุอื่นๆ ทั้งหมด โดยเฉพาะในเรื่องความสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดกับการสะท้อนของกระจก หากไข่นกและตัวกั้งไม่เปลี่ยนรูปร่างเลยหลังจากการสะท้อนกระจก ดังนั้น (รูปที่ 7)
ดอกแพนซี่ตามแนวแกน (a) เปลือกหอยหอยที่ไม่สมมาตร (b) และสำหรับการเปรียบเทียบ นาฬิกา (c) ผลึกควอตซ์ (d) และโมเลกุลที่ไม่สมมาตร (e) หลังจากการสะท้อนของกระจกเปลี่ยนรูปร่าง ทำให้ได้ a จำนวนลักษณะตรงกันข้าม เข็มนาฬิกาของจริงและนาฬิกากระจกเคลื่อนที่ในทิศทางตรงกันข้าม บรรทัดบนหน้านิตยสารเขียนจากซ้ายไปขวา และกระจกเขียนจากขวาไปซ้าย ดูเหมือนว่าตัวอักษรทั้งหมดจะกลับด้าน ก้านของต้นไม้ปีนเขาและเปลือกเกลียวของหอยทากหน้ากระจกเปลี่ยนจากซ้ายไปบนไปขวา และกระจกเปลี่ยนจากขวาไปบนไปซ้าย ฯลฯ
สำหรับกรณีพิเศษที่ง่ายที่สุดของสมมาตรตามแนวแกน (n=1) ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น นักชีววิทยาทราบมาเป็นเวลานานและเรียกว่าไม่สมมาตร ตัวอย่างเช่น การอ้างถึงรูปภาพโครงสร้างภายในของสัตว์ส่วนใหญ่รวมถึงมนุษย์ก็เพียงพอแล้ว
จากตัวอย่างที่ให้มา สังเกตได้ง่ายว่าวัตถุที่ไม่สมมาตรสามารถมีอยู่ได้สองประเภท: ในรูปแบบดั้งเดิมและการสะท้อนของกระจก (มือมนุษย์ เปลือกหอย โคโรลลาแพนซี ผลึกควอตซ์) ในกรณีนี้รูปแบบใดรูปแบบหนึ่ง (ไม่ว่าจะเป็นรูปแบบใด) เรียกว่า P ที่ถูกต้องและอีกรูปแบบหนึ่งทางซ้าย - L นี่เป็นสิ่งสำคัญมากที่จะต้องเข้าใจว่าด้านขวาและด้านซ้ายสามารถและไม่เพียงเรียกว่าแขนหรือขาของ บุคคลที่รู้จักในเรื่องนี้ แต่ยังรวมถึงร่างกายที่ไม่สมมาตร - ผลิตภัณฑ์จากการผลิตของมนุษย์ (สกรูที่มีเกลียวขวาและซ้าย), สิ่งมีชีวิต, ร่างกายที่ไม่มีชีวิต
การค้นพบรูปแบบ PL ในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตทำให้เกิดคำถามใหม่และลึกซึ้งมากเกี่ยวกับชีววิทยาในทันที ซึ่งหลายคำถามกำลังได้รับการแก้ไขด้วยวิธีทางคณิตศาสตร์และเคมีกายภาพที่ซับซ้อน
คำถามแรกคือคำถามเกี่ยวกับกฎของรูปแบบและโครงสร้างของวัตถุทางชีวภาพ P- และ L
ไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างความสามัคคีเชิงโครงสร้างที่ลึกล้ำของวัตถุที่ไม่สมมาตรของสิ่งมีชีวิตและไม่มีชีวิต ความจริงก็คือลัทธิขวา - ฝ่ายซ้ายเป็นทรัพย์สินที่มีอยู่ในร่างกายที่มีชีวิตและไม่มีชีวิตเท่าเทียมกัน ปรากฏการณ์ต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับลัทธิขวาและฝ่ายซ้ายก็กลายเป็นเรื่องปกติสำหรับพวกเขาเช่นกัน ให้เราชี้ให้เห็นปรากฏการณ์ดังกล่าวเพียงปรากฏการณ์เดียว - ไอโซเมอริซึมที่ไม่สมมาตร มันแสดงให้เห็นว่าในโลกนี้มีวัตถุมากมายที่มีโครงสร้างต่างกัน แต่มีชิ้นส่วนชุดเดียวกันที่ประกอบกันเป็นวัตถุเหล่านี้
รูปที่ 8 แสดงรูปร่างกลีบดอกบัตเตอร์คัพที่คาดการณ์ไว้และค้นพบแล้ว 32 แบบ ในแต่ละกรณีจำนวนชิ้นส่วน (กลีบดอก) จะเท่ากัน - ห้ากลีบ มีเพียงตำแหน่งสัมพัทธ์เท่านั้นที่แตกต่างกัน ดังนั้นเราจึงมีตัวอย่างของไอโซเมอริซึมแบบไม่สมมาตรของกลีบดอกไม้
อีกตัวอย่างหนึ่งอาจเป็นวัตถุที่มีลักษณะแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นั่นคือโมเลกุลกลูโคส เราสามารถพิจารณาพวกมันพร้อมกับกลีบดอกของบัตเตอร์คัพได้อย่างแม่นยำเนื่องจากความคล้ายคลึงกันของกฎของโครงสร้าง องค์ประกอบของกลูโคสมีดังนี้: คาร์บอน 6 อะตอม, ไฮโดรเจน 12 อะตอม, ออกซิเจน 6 อะตอม อะตอมชุดนี้สามารถกระจายไปในอวกาศได้หลายวิธี นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าโมเลกุลของกลูโคสสามารถมีอยู่ในสายพันธุ์ที่แตกต่างกันอย่างน้อย 320 ชนิด
คำถามที่สอง: สิ่งมีชีวิตรูปแบบ P และ L เกิดขึ้นในธรรมชาติบ่อยแค่ไหน?
การค้นพบที่สำคัญที่สุดในเรื่องนี้เกิดขึ้นจากการศึกษาโครงสร้างโมเลกุลของสิ่งมีชีวิต ปรากฎว่าโปรโตพลาสซึมของพืช สัตว์ และจุลินทรีย์ทั้งหมดดูดซับเฉพาะน้ำตาล P เท่านั้น ดังนั้นทุกวันเราจึงรับประทานน้ำตาลที่เหมาะสม แต่กรดอะมิโนส่วนใหญ่พบอยู่ในรูปแบบ L และโปรตีนที่สร้างขึ้นจากกรดอะมิโนส่วนใหญ่จะพบอยู่ในรูปแบบ P
ลองใช้ผลิตภัณฑ์โปรตีนสองชนิดเป็นตัวอย่าง: ไข่ขาวและขนแกะ ทั้งสองคนถนัดขวา ขนสัตว์และไข่ขาวของ "คนถนัดซ้าย" ยังไม่พบในธรรมชาติ หากเป็นไปได้ที่จะสร้างขนสัตว์ L ด้วยวิธีใดวิธีหนึ่งนั่นคือขนแกะซึ่งมีกรดอะมิโนซึ่งจะอยู่ตามผนังของสกรูที่ขดไปทางซ้ายปัญหาในการต่อสู้กับผีเสื้อกลางคืนก็จะได้รับการแก้ไข: ผีเสื้อกลางคืนสามารถกินอาหารได้เท่านั้น บนขนสัตว์ P แบบนี้ วิธีเดียวกับที่คนเราย่อยเฉพาะ P-protein ของเนื้อสัตว์ นม และไข่ และนี่ก็ไม่ใช่เรื่องยากที่จะเข้าใจ แมลงเม่าย่อยขนสัตว์และมนุษย์ย่อยเนื้อสัตว์ผ่านโปรตีนพิเศษ - เอ็นไซม์ซึ่งมีรูปแบบทางขวาเช่นกัน และเช่นเดียวกับที่ไม่สามารถขันสกรูตัว L เข้ากับน็อตที่มีเกลียว P ได้ ก็เป็นไปไม่ได้ที่จะย่อยขน L และเนื้อ L โดยใช้เอนไซม์ P (หากตรวจพบ)
บางทีนี่อาจเป็นความลึกลับของโรคที่เรียกว่ามะเร็งด้วย มีข้อมูลว่าในบางกรณีเซลล์มะเร็งสร้างขึ้นเองไม่ได้มาจากคนถนัดขวา แต่มาจากโปรตีนของคนถนัดซ้ายซึ่งเอนไซม์ของเราไม่สามารถย่อยได้
ยาปฏิชีวนะเพนิซิลลินที่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายนั้นผลิตโดยเชื้อราในรูปแบบ P เท่านั้น รูปแบบ L ที่เตรียมไว้เทียมนั้นไม่มีฤทธิ์ยาปฏิชีวนะ ร้านขายยาขายยาปฏิชีวนะ chloramphenicol ไม่ใช่ยาต้าน pravomycetin เนื่องจากอย่างหลังมีคุณสมบัติทางยาที่ด้อยกว่าอย่างมาก
ยาสูบมีแอล-นิโคติน มีพิษมากกว่า P-นิโคตินหลายเท่า
หากเราพิจารณาโครงสร้างภายนอกของสิ่งมีชีวิต เราก็จะเห็นสิ่งเดียวกันนี้ ในกรณีส่วนใหญ่ สิ่งมีชีวิตทั้งหมดและอวัยวะของพวกมันจะอยู่ในรูปแบบ P หรือ L ส่วนหลังของร่างกายหมาป่าและสุนัขจะเคลื่อนไปด้านข้างเล็กน้อยเมื่อวิ่ง ดังนั้นพวกมันจึงแบ่งออกเป็นวิ่งซ้ายและขวา นกที่ถนัดซ้ายจะพับปีกเพื่อให้ปีกซ้ายซ้อนทับทางด้านขวา ในขณะที่นกที่ถนัดขวาจะทำตรงกันข้าม นกพิราบบางตัวชอบบินเป็นวงกลมไปทางขวา ในขณะที่บางตัวชอบบินเป็นวงกลมไปทางซ้าย ด้วยเหตุนี้ นกพิราบจึงถูกแบ่งออกเป็น "คนถนัดขวา" และ "คนถนัดซ้าย" มานานแล้ว เปลือกของหอย Fruticicola lantzi มักพบอยู่ในรูปแบบบิดรูปตัวยู เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อกินแครอทรูปแบบ P ที่โดดเด่นของหอยนี้จะเติบโตได้ดีและแอนติบอดี - L-mollusks - จะลดน้ำหนักอย่างรวดเร็ว รองเท้าแตะ ciliate เนื่องจากการจัดเรียงเกลียวของ cilia บนร่างกายของมันจึงเคลื่อนที่ไปในหยดน้ำเช่นเดียวกับโปรโตซัวอื่น ๆ ไปตามเกลียวขดซ้าย Ciliates ที่เจาะเข้าไปในตัวกลางตามแนวเกลียวด้านขวานั้นหาได้ยาก นาร์ซิสซัส, ข้าวบาร์เลย์, ธูปฤาษี ฯลฯ เป็นคนถนัดขวา: ใบของพวกมันพบในรูปแบบ U-helical เท่านั้น (รูปที่ 9) แต่ถั่วถนัดซ้าย: ใบของชั้นแรกมักเป็นรูปตัว L เป็นที่น่าสังเกตว่าเมื่อเปรียบเทียบกับใบ P แล้ว ใบ L จะมีน้ำหนักมากกว่า มีพื้นที่ ปริมาตร ความดันออสโมติกของน้ำนมในเซลล์ และอัตราการเติบโตมากกว่า
ศาสตร์แห่งสมมาตรสามารถเปิดเผยข้อเท็จจริงที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับมนุษย์ได้ ดังที่คุณทราบ โดยเฉลี่ยในโลกนี้มีคนถนัดซ้ายประมาณ 3% (99 ล้านคน) และ 97% ของคนถนัดขวา (3 พันล้าน 201 ล้านคน) จากข้อมูลบางอย่าง ในสหรัฐอเมริกาและในทวีปแอฟริกามีคนถนัดซ้ายมากกว่าตัวอย่างเช่นในสหภาพโซเวียต
เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าศูนย์คำพูดในสมองของคนถนัดขวาจะอยู่ทางด้านซ้าย ในขณะที่คนถนัดซ้ายจะอยู่ทางด้านขวา (ตามแหล่งข้อมูลอื่น ๆ ในทั้งสองซีกโลก) ครึ่งขวาของร่างกายถูกควบคุมโดยซีกซ้าย และซีกซ้ายควบคุมโดยซีกขวา และในกรณีส่วนใหญ่ ซีกขวาและซีกซ้ายจะได้รับการพัฒนาให้ดีขึ้น อย่างที่คุณทราบในมนุษย์ หัวใจอยู่ด้านซ้าย ตับอยู่ทางด้านขวา แต่สำหรับทุกๆ 7-12,000 คนจะมีคนที่มีอวัยวะภายในทั้งหมดหรือบางส่วนอยู่ในภาพสะท้อนในกระจกนั่นคือในทางกลับกัน
คำถามที่สามคือคำถามเกี่ยวกับคุณสมบัติของรูปแบบ P และ L ตัวอย่างที่ให้ไว้แล้วแสดงให้เห็นชัดเจนว่าในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต คุณสมบัติหลายประการของรูปแบบ P และ L นั้นไม่เหมือนกัน ดังนั้น จากตัวอย่างที่มีหอย ถั่ว และยาปฏิชีวนะ จึงแสดงความแตกต่างทางโภชนาการ อัตราการเจริญเติบโต และการออกฤทธิ์ของยาปฏิชีวนะในรูปแบบ P และ L
คุณลักษณะของธรรมชาติสิ่งมีชีวิตรูปแบบ P และ L นี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง: ช่วยให้จากมุมมองใหม่ที่สมบูรณ์สามารถแยกแยะสิ่งมีชีวิตออกจากร่างกาย P และ L ทั้งหมดของธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตได้อย่างชัดเจนซึ่งในทางเดียว หรืออย่างอื่นมีคุณสมบัติเท่ากัน เช่น จากอนุภาคมูลฐาน
อะไรคือสาเหตุของคุณสมบัติทั้งหมดนี้ของร่างกายที่ไม่สมมาตรของธรรมชาติที่มีชีวิต?
พบว่าโดยการเจริญเติบโตของจุลินทรีย์ Bacillus mycoides บนวุ้นวุ้นด้วยสารประกอบ P และ L (ซูโครส กรดทาร์ทาริก กรดอะมิโน) L-colonies สามารถแปลงเป็น P- และ P- เป็นรูปแบบ L ในบางกรณี การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดขึ้นในระยะยาว อาจเป็นกรรมพันธุ์ การทดลองเหล่านี้บ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตในรูปแบบ P หรือ L ภายนอกนั้นขึ้นอยู่กับเมแทบอลิซึมและโมเลกุล P และ L ที่มีส่วนร่วมในการแลกเปลี่ยนนี้
บางครั้งการเปลี่ยนแปลงจากรูปแบบ P- เป็น L และในทางกลับกันเกิดขึ้นโดยปราศจากการแทรกแซงของมนุษย์
นักวิชาการ V.I. Vernadsky ตั้งข้อสังเกตว่าเปลือกของฟอสซิลหอย Fusus antiquus ที่พบในอังกฤษทั้งหมดเป็นแบบถนัดซ้าย ในขณะที่เปลือกหอยสมัยใหม่เป็นแบบถนัดขวา เห็นได้ชัดว่าสาเหตุที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเปลี่ยนไปตามยุคทางธรณีวิทยา
แน่นอนว่าการเปลี่ยนแปลงประเภทของความสมมาตรเมื่อสิ่งมีชีวิตวิวัฒนาการนั้นไม่เพียงเกิดขึ้นกับสิ่งมีชีวิตที่ไม่สมมาตรเท่านั้น ดังนั้น echinoderms บางตัวจึงครั้งหนึ่งเคยมีรูปแบบเคลื่อนที่ได้สมมาตรทั้งสองข้าง จากนั้นพวกเขาก็เปลี่ยนมาใช้ชีวิตแบบอยู่ประจำที่และพัฒนาความสมมาตรในแนวรัศมี (แม้ว่าตัวอ่อนของมันจะยังคงรักษาความสมมาตรทวิภาคีไว้) ในเอคโนเดิร์มบางตัวที่เปลี่ยนมาใช้วิถีชีวิตที่กระฉับกระเฉงเป็นครั้งที่สอง ความสมมาตรในแนวรัศมีก็ถูกแทนที่ด้วยสมมาตรทวิภาคีอีกครั้ง (เม่นที่ผิดปกติ, โฮโลทูเรียน)
จนถึงตอนนี้เราได้พูดถึงเหตุผลที่กำหนดรูปร่างของสิ่งมีชีวิต P- และ L และอวัยวะของพวกมันแล้ว เหตุใดจึงไม่พบแบบฟอร์มเหล่านี้ในปริมาณเท่ากัน ตามกฎแล้ว จะมีรูปแบบ P หรือ L มากกว่า ไม่ทราบสาเหตุของเรื่องนี้ ตามสมมติฐานที่น่าเชื่อถือข้อหนึ่ง สาเหตุอาจเป็นอนุภาคมูลฐานที่ไม่สมมาตร เช่น นิวทริโนทางขวาซึ่งมีอิทธิพลเหนือโลกของเรา เช่นเดียวกับแสงทางขวาซึ่งมีอยู่เสมอในแสงแดดที่กระจายมากเกินไปเล็กน้อย ทั้งหมดนี้ในตอนแรกสามารถสร้างการเกิดขึ้นของโมเลกุลอินทรีย์ที่ไม่สมมาตรในรูปแบบด้านขวาและด้านซ้ายที่ไม่เท่ากัน และจากนั้นนำไปสู่การเกิดขึ้นที่ไม่เท่ากันของสิ่งมีชีวิต P และ L และส่วนต่างๆ ของพวกมัน
นี่เป็นเพียงคำถามบางส่วนเกี่ยวกับชีวสมมาตร - ศาสตร์แห่งกระบวนการสมมาตรและความไม่สมมาตรในธรรมชาติของสิ่งมีชีวิต
ความสมมาตรในธรรมชาติเป็นคุณสมบัติที่เป็นวัตถุประสงค์ ซึ่งเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักในวิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่ นี่เป็นลักษณะสากลและทั่วไปของโลกวัตถุของเรา
ความสมมาตรในธรรมชาติ เป็นแนวคิดที่สะท้อนถึงความเป็นระเบียบที่มีอยู่ในโลก สัดส่วนและสัดส่วนระหว่างองค์ประกอบของระบบต่างๆ หรือวัตถุในธรรมชาติ ความสมดุลของระบบ ความเป็นระเบียบเรียบร้อย ความมั่นคง กล่าวคือ ความแน่นอนบางประการ
สมมาตรและความไม่สมมาตรเป็นแนวคิดที่ตรงกันข้าม ประการหลังสะท้อนถึงความผิดปกติของระบบการขาดดุลยภาพ
รูปร่างสมมาตร
วิทยาศาสตร์ธรรมชาติสมัยใหม่กำหนดความสมมาตรจำนวนหนึ่งที่สะท้อนถึงคุณสมบัติของลำดับชั้นของแต่ละระดับขององค์กรของโลกวัตถุ รู้จักความสมมาตรประเภทหรือรูปแบบต่างๆ:
สมมาตรที่ระบุไว้ทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นภายนอกและภายในได้
ความสมมาตรภายนอกในธรรมชาติ (เชิงพื้นที่หรือเรขาคณิต) มีความหลากหลายมาก สิ่งนี้ใช้ได้กับคริสตัล สิ่งมีชีวิต โมเลกุล
ความสมมาตรภายในถูกซ่อนไว้จากสายตาของเรา มันปรากฏอยู่ในกฎและสมการทางคณิตศาสตร์ ตัวอย่างเช่น สมการของแมกซ์เวลล์ ซึ่งกำหนดความสัมพันธ์ระหว่างปรากฏการณ์แม่เหล็กและไฟฟ้า หรือสมบัติแรงโน้มถ่วงของไอน์สไตน์ ซึ่งเชื่อมโยงอวกาศ เวลา และแรงโน้มถ่วง
เหตุใดชีวิตจึงจำเป็นต้องมีความสมมาตร?
ความสมมาตรในสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตกลุ่มแรกๆ ที่เกิดขึ้นในมหาสมุทรมีรูปร่างเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบ เพื่อที่จะเจาะเข้าไปในสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกัน พวกเขาต้องปรับตัวให้เข้ากับเงื่อนไขใหม่
วิธีหนึ่งในการปรับตัวคือความสมมาตรในธรรมชาติในระดับรูปแบบทางกายภาพ การจัดวางส่วนต่างๆ ของร่างกายอย่างสมมาตรช่วยให้เกิดความสมดุลระหว่างการเคลื่อนไหว ความมีชีวิตชีวา และการปรับตัว รูปร่างภายนอกของมนุษย์และสัตว์ใหญ่มีลักษณะที่ค่อนข้างสมมาตร ในโลกของพืชก็มีความสมมาตรเช่นกัน ตัวอย่างเช่น มงกุฎรูปกรวยของต้นสนมีแกนสมมาตร นี่คือลำตัวแนวตั้งซึ่งมีความหนาที่ด้านล่างเพื่อความมั่นคง แต่ละกิ่งก้านยังอยู่ในตำแหน่งที่สมมาตรสัมพันธ์กันและรูปร่างของกรวยทำให้มงกุฎใช้พลังงานแสงอาทิตย์อย่างมีเหตุผล ความสมมาตรภายนอกของสัตว์ช่วยให้พวกมันรักษาสมดุลเมื่อเคลื่อนไหวเพิ่มคุณค่าให้กับตัวเองด้วยพลังงานจากสิ่งแวดล้อมโดยใช้มันอย่างมีเหตุผล
ในระบบเคมีและกายภาพ มีความสมมาตรด้วย ดังนั้นโมเลกุลที่เสถียรที่สุดคือโมเลกุลที่มีความสมมาตรสูง คริสตัลเป็นวัตถุที่มีความสมมาตรสูง สามมิติของอะตอมพื้นฐานจะถูกทำซ้ำเป็นระยะในโครงสร้าง
ความไม่สมมาตร
บางครั้งการจัดเรียงอวัยวะภายในของสิ่งมีชีวิตอาจไม่สมดุล เช่น หัวใจของคนอยู่ทางซ้าย ตับอยู่ทางขวา
ในกระบวนการของชีวิต พืชดูดซับสารเคมีแร่ธาตุจากโมเลกุลที่มีรูปร่างสมมาตรจากดิน และเปลี่ยนพวกมันในร่างกายให้เป็นสารที่ไม่สมมาตร ได้แก่ โปรตีน แป้ง กลูโคส
ความไม่สมมาตรและความสมมาตรในธรรมชาติเป็นลักษณะที่ขัดแย้งกันสองประการ เหล่านี้เป็นประเภทที่อยู่ในการต่อสู้และความสามัคคีอยู่เสมอ การพัฒนาสสารในระดับต่างๆ สามารถมีคุณสมบัติสมมาตรหรือไม่สมมาตรก็ได้
หากเราถือว่าความสมดุลคือสภาวะของการพักและสมมาตร และการเคลื่อนไหวที่ไม่สมดุลนั้นเกิดจากความไม่สมมาตร เราก็สามารถพูดได้ว่าแนวคิดเรื่องสมดุลในชีววิทยานั้นมีความสำคัญไม่น้อยไปกว่าในวิชาฟิสิกส์ ชีววิทยามีลักษณะเป็นหลักการของเสถียรภาพของสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ ความไม่สมมาตร ซึ่งเป็นสมดุลแบบไดนามิกที่เสถียรถือได้ว่าเป็นหลักการสำคัญในการแก้ปัญหาต้นกำเนิดของชีวิต
