Симметрия и асимметрияРефераты >> Естествознание >> Симметрия и асимметрия
Асимметрия — такой же необходимый момент в структуре, в изменении и во взаимосвязи явлений мира, как и симметрия. Асим- метрия необходимо имеет место и в самой симметрии. Так, в сим- метрии состояний покоя и равномерного прямолинейного движения по отношению к законам движения есть все же асимметричность, которая состоит в неравноправности этих их состояний и проявляется в ряде различий между состояниями покоя и равномерного прямо- линейного движения. У тела, покоящегося в данной системе отсчета по отношению ко всем другим телам, покоящимся и движущимся в этой же системе отсчета, скорость будет равна нулю, а у тела движущегося скорость по отношению ко всем покоящимся и дви- жущимся телам в данной системе отсчета будет иметь определенное значение и только в частном случае равна нулю. Отсюда далеко не полная эквивалентность состояний В практике эта асимметрия проявляется весьма резко — ведь далеко не безразлично, движется ли поезд из Москвы к Ленинграду или Ленинград движется навстречу поезду. Очевидно, что энергия передается для передвижения поезда, а не расходуется на пере- движение Ленинграда. Операция приближения поезда к Ленинграду и опе а ии п иближения Ленинграда к поезду не эквивалентны и не взаимозаменяемы.
Весьма общими примерами асимметрии являются асимметрия между фермионами и бозонами, асимметрия между реакциями порождения и поглощения нейтрино, асимметрия спинов электронов, асимметрия в прямых и обратных превращениях энергии.
Уже из определений симметрии и асимметрии следует их не- разрывное единство.
Это обстоятельство в какой-то мере подчеркнуто А. В. Шубни- ковым: «Какой бы трактовки симметрии мы ни придерживались, одно остается обязательным: нельзя рассматривать симметрию без ее антипода — дисимметрии» (29, 162).
По нашему мнению, более точным является название не «принцип симметрии», а принцип единства симметрии и асимметрии.
Во всех реальных явлениях симметрия и асимметрия сочетаются друг с другом. И надо думать, что во всех правильных, т. е. соот ветствующих действительности, научных обобщениях имеют место не просто те или иные симметрии или асимметрии, а определенные формы их единства.
Так, в группах преобразования Галилея и Лоренца наряду с чер- тами симметрии существуют и черты асимметрии.
Например, в преобразованиях Галилея и Лоренца симметричны все состояния покоя и равномерного прямолинейного движения, но асимметричны состояния покоя и ускоренного движения.
Задача нахождения единства симметрии и асимметрии каких- либо явлений сводится к нахождению таких групп операций, в которых раскрывается как тождественное в различном, так и различное в тождественном. Поэтому прежде чем поставить задачу нахождения симметрии в данном явлении или совокупности явле- ний по отношению к каким-то группам операций, необходимо установить различия между сторонами данного явления или между явлениями в их совокупности, так как симметрия представляет собой наличие тождества не вообще, а только в различном. Если же мы имеем совокупность абсолютно тождественных явлений, то никакой симметрии в этой совокупности по отношению к любой группе операции быть не может.
Значит, прежде чем искать симметрию, нужно найти асимметрию. Прежде чем была установлена симметрия протонов и нейтронов по отношению к сильным взаимодействиям, было установлено разли- чие между ними, их определенная асимметричность по отношению к электромагнитным взаимодействиям. Частицы и античастицы асим- метричны потому, что в противоположности между ними имеются тождественные моменты, в силу чего они и являются зеркальными отражениями друг друга. Единство симметрии и асимметрии заклю- чается и в том, что они предшествуют одна другой.
Диалектическое единство, присущее объективным процессам сим- метрии и асимметрии, позволяет выдвинуть в качестве одного из принципов познания принцип диалектического единства симметрии и асимметрии, согласно которому всякому объекту присуща та или иная форма единства симметрии и асимметрии. Причем рассмотрение данного объекта в генезисе выражается в переходе от симметрии к асимметрии (или наоборот). Заметим, что данный процесс тождест- вен смене конкретных форм единства симметрии и асимметрии.
Как известно, в объективной действительности не может иметь места абсолютное единство противоположностей. Именно поэтому отношение конкретного тождества, т. е. тождества, ограниченного различиями, и является объективным аналогом гносеологическо- го единства симметрии и асимметрии.
Всякий принцип познания воплощается в конкретный метод, ору- дие и средство познающей деятельности. Таким методом может быть метод перехода от симметрии к асимметрии (или наоборот). Он позволяет осуществлять объясняющую и предсказывающую функ- ции в развивающемся знании, а также в определенной мере опти мизировать поисковую деятельность. Этот метод оказывается тесно связанным с методами сходства и различия, предвидения и гипотезы, аналогии, экстраполяции.
Если принять за симметрию теоретической системы ее непроти- воречивость, себетождественность и инвариантность по отношению к описываемым объектам и явлениям, то развитие научного знания можно определить как переход к симметрии (т. е. асимметрия- сим- метрия). В этом случае симметрия выступает как идеализированная цель познания. Поиск симметрии — это поиск единого и тождествен- ного в том, что первоначально виделось различныМ, разобщенным. Всякая более высокая симметрия реализует возможность переноса научной теории для решения новых познавательных задач.
Упрощая в некоторых случаях теоретические системы, симмет- рия совсем не обязательно выступает аналогом простоты научного знания. Поиск новых форм симметрии интуитивно связан со стрем- лением к порядку, гармонии. Однако нет достаточных оснований для возведения антропоморфных понятий простоты и красоты тео- рии в ранг методологических закономерностей (31. 1979. 12, 49 — 60).
Простота и красота — особые варианты симметрии, связанные с рациональным и эмоциональным (образным) способами постиже- ния человеком объективного мира. Абсолютизация роли этих понятий в развивающемся знании представляется нам необоснованной, поскольку связана с отрывом симметрии от своей диалектической противоположности — асимметрии.
Асимметрия в познании проявляется как несоответствие тео- рии и эксперимента, как взаимная противоречивость нескольких независимых теорий, либо как их внутренняя противоречивость. Асимметрия служит исходным пунктом в познании, на каждом из этапов его развития; именно с ней связан процесс научного поиска истины.
Асимметрия неоднократно играла эвристическую роль в познании. Примерами являются; эпикурейское представление об отклонении атомов от прямолинейного движения, несогласие Кеплера с симмет- рией движения планет по Копернику и др. История науки свиде- тельствует о том, что именно асимметрия обусловливает появление в познании новой формы симметрии, которая и выступает в качестве относительной истины.
Во взаимосвязи с принципом единства симметрии и асимметрии находится принцип симметрии, согласно которому всякая научная теория должна быть непротиворечивой и инвариантной отно- сительно группы описываемых объектов и явлений. Симметрия теории выражает также адекватность научного познания объектив- ной действительности. Многие видные ученые (П. Дирак, П. Кюри, Л. Пастер, А. Пуанкаре, А. Салам) интуитивно использовали прин- цип симметрии при получении важных теоретических результатов.