Всесильная фея симметрии
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
«Свет мой, зеркальце! скажи…» Герои сказок искали у этого чудесного предмета ответы на самые разные вопросы, веря в его магическую силу. Зеркало похоже на окно в иной, порой загадочный мир. Помните, конечно, какие удивительные приключения встретили в Зазеркалье героиню Льюиса Кэрролла Алису? Давайте и мы заглянем в зеркало.
Все вроде бы так, как в нашей привычной жизни. Так и в то же время не так. Подняв в приветствии правую руку, мы увидим, как наш зеркальный собрат поднял левую. Да и родинки у нас на разных щеках. Но все же мы с ним удивительно схожи, а если быть совершенно точным — зеркально симметричны. Итак, симметрия — вот что завораживает при взгляде в зеркало. И взрослый с удовольствием покрутит калейдоскоп, детей же от него и за уши не оттянешь. А суть этой простейшей игрушки — все та же симметрия. Три зеркала и горсть разноцветных камешков всесильной симметрией преображаются в сказочные узоры.
В древней Элладе девять муз правили всеми искусствами и науками — историей, музыкой, астрономией, танцами и другими, а сферы их деятельности были строго разграничены. Если вообразить себе десятую музу — музу симметрии, то ее власть простирается всюду.
«Симметрия устанавливает забавное и удивительное сродство между предметами, явлениями и теориями, внешне, казалось бы, ничем не связанными: земным магнетизмом, женской вуалью, поляризованным светом, естественным отбором, теорией групп, инвариантами и преобразованиями, рабочими привычками пчел в улье, строением пространства, рисунками ваз, квантовой физикой, скарабеями, лепестками цветов, интерференционной картиной рентгеновских лучей, делением клеток морских ежей, равновесными конфигурациями кристаллов, романскими соборами, снежинками, музыкой, теорией относительности…». Этот текст из книги немецкого математика В. Гильде «Зеркальный мир», посвященной изучению симметрии в науке.
На первый взгляд книга служит лишь развернутой иллюстрацией к этой цитате. Нас знакомят с математикой для продавца фруктов, мы рассматриваем множество птичьих яиц и убеждаемся, что одинаковых не бывает, любуемся игрой крупнейших алмазов и изучаем строение ДНК, ищем клады, развязываем узлы, встречаемся с радугой и снежинками. Книга изобилует фотографиями и рисунками, что делает ее чтение еще более привлекательным.
Однако все это пестрое многообразие, кроме занимательного созерцания, подчинено единой цели: показать, какую огромную роль играют принципы симметрии в современной науке. В физике элементарных частиц, например, на них основаны теории взаимодействий между частицами.
Но вот в стройном хоре симметричных явлений природы звучит нотка асимметрии: оказывается, есть процессы, идущие по-разному в нашем мире и в Зазеркалье. Почему так? Пока до конца не ясно. Может быть, это крохотное облачко на чистой глади зеркала откроет нам следующий, более глубокий уровень познания мира?
Автор: А. Семенов.