Роль симметрии и асимметрии в научном познании

 Характерно, что к наиболее интересным  результатам наука приходила  именно тогда, когда устанавливались  факты нарушения симметрии. Следствия,  вытекающие из принципа симметрии,  интенсивно разрабатывались физиками  в прошлом веке и привели  к ряду важных результатов.  Такими следствиями законов симметрии  являются, прежде всего, законы  сохранения классической физики.    

 В  настоящее время в естествознании  преобладают определения категорий  симметрии и асимметрии на  основании перечисления определенных  признаков. Например, симметрия определяется  как совокупность свойств: порядка,  однородности, соразмерности, гармоничности.  Все признаки симметрии во  многих ее определениях рассматриваются  равноправными, одинаково существенными,  и в отдельных конкретных случаях,  при установлении симметрии какого-то  явления, можно пользоваться любым  из них. Так, в одних случаях  симметрия - это однородность, в  других - соразмерность и т. д.  То же самое можно сказать  и о существующих в частных  науках определениях асимметрии.     

Виды  симметрии:      

 Простейший вид симметрии - зеркальная. Предмет или фигура, которые можно разделить плоскостью на две половины так, чтобы эти половины при наложении друг на друга совпали между собой, имеет зеркальную симметрию. Такая симметрия присуща, например, человеческому телу, телам животных и многому другому. Зеркальная симметрия способствует созданию впечатления уравновешенности и покоя, так как она делает обе половины изображения равноценными для нашего взгляда.

   Иной вид симметрии присутствует  в фигурах, которые совмещаются  сами с собой без помощи  зеркального отражения, а посредством  поворота вокруг некоторой оси,  перпендикулярной к плоскости  изображения. Это - осевая симметрия, а число таких совмещений на протяжении полного кругового оборота фигуры называется порядком оси. Осевая симметрия может обладать порядком от второго и до бесконечности. Фигур с осевой симметрией бесконечно много, но все они четко организованы и равномерно распределены вокруг единого для них центра. Все углы поворотов должны быть равны. Осевая симметрия нередко встречается в природе и широко распространена в орнаментах. В первую очередь, к фигурам с осевой симметрией относятся розетки. Изображение, обладающее осевой симметрией производит впечатление движения, вращения вокруг своего центра.  
Часто можно видеть розетки не только с осевой симметрией, но и с зеркальной. Подобные формы гораздо уравновешеннее и спокойнее предыдущих. Такая форма представляется более законченной, так как она не выражает вращения, а от ее центра расходятся равные элементы. Возможно поэтому розетки с двумя этими видами симметрии приобрели наибольшее распространение.

  Вдоль некой линии могут быть равномерно расположены одинаковые мотивы. Так образуется линейный орнамент, или бордюр, при помощи параллельного переноса, который можно продолжить до бесконечности в обе стороны по направлению линии. Это - еще один вид симметрии: если мы весь орнаментальный ряд сдвинем вдоль осевой линии на один мотив, то каждая из фигур наложится на место соседней, то есть бордюр совместится сам с собой.

 Случается,  что в подобном орнаменте взаимно  отражающие друг друга мотивы  лежат как бы "неправильно", сдвинуты вдоль оси переносов.  Чтобы восстановить зеркальную  симметрию, нужно несколько сместить  по оси одну из половинок  бордюра. Этот вид симметрии  называется скользящим отражением.  
  Линейный орнамент обычно применяется там, где нужно ограничить какую-то поверхность или разбить ее на части. На практике бордюр может строиться не только по прямой, но и вдоль ломаной или изогнутой линии. В любом случае параллельный перенос совершается, следуя изгибам и переломам оси. Бордюр, кроме симметрии параллельного переноса, может обладать и другими элементами симметрии. Они возникают в тех случаях, когда тот или иной вид симметрии присущ каждому отдельно взятому элементарному мотиву орнамента. Всего же существует 7 видов бордюров.

    В искусстве орнамента нередко используется заполнение плоскости одинаковыми прямолинейными фигурами. В математике такое замощение называется паркетом (в дизайне - сетчатые орнаменты). Известно, что только два рода фигур - различные параллелограммы (включая прямоугольники, квадраты и ромбы) и шестиугольники с попарно параллельными сторонами заполняют плоскость сплошь, без пропусков и наложений, с помощью одних лишь переносов, сохраняя ориентацию.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2.Асимметрия  и ее виды

  Асимметрия  – это несимметрия, т.е. такое  состояние, когда симметрия отсутствует.  Но еще Кант говорил, что  отрицание никогда не является  простым исключением или отсутствием  соответствующего положительного  содержания. Например, движение –  это отрицание своего предыдущего  состояния, изменение объекта.  Движение отрицает покой, но  покой не есть отсутствие движения, так как очень мало информации  и та информация ошибочна. Отсутствие  покоя, как и движения, не бывает, поскольку это две стороны  одной и той же сущности. Покой  – это другой аспект движения.

  Полного  отсутствия симметрии также не  бывает. Фигура, не имеющая элемента  симметрии, называется асимметричной.  Но строго говоря, это не так.  В случае асимметричных фигур  расстройство симметрии просто  доведено до конца, но не  до полного отсутствия симметрии,  так как эти фигуры еще характеризуются  бесконечным числом осей первого  порядка, которые также являются  элементами симметрии.

  Асимметрия  связана с отсутствием у объекта  всех элементов симметрии. Такой  элемент неделим на части. Примером  является рука человека.

  Асимметрия  – это категория противоположная  симметрии, которая отражает существующие  в объективном мире нарушения  равновесия, связанные с нарушением, развитием, перестройкой частей  целого. Так же, как мы говорили  о движении, имея в виду единство  движения и покоя, также симметрия  и асимметрия две полярные  противоположности объективного  мира. В реальной природе нет  чистых симметрии и асимметрии. Они всегда находятся в единстве  и непрерывной борьбе.

  На  разном уровне развития материи  присутствует та симметрия (относительный  порядок), то асимметрия (тенденция  нарушения покоя, движение , развитие),  но всегда эти две тенденции  едины и их борьба абсолютна.

  Реальные, даже самые совершенные кристаллы  далеки по своей структуре  от кристаллов идеальной формы  и идеальной  симметрии, рассматриваемой   в кристаллографии. В них имеются  существенные отступления от  идеальной симметрии. Они имеют  и элементы асимметрии: дислокации, вакансии, оказывающие влияние на  их физические свойства.

  Приведенные  определения симметрии и асимметрии  указывают на универсальный, общий  характер симметрии как  свойств  материального мира. Анализ понятия  симметрии в физике и математике (за редким исключением) имеет  тенденцию к абсолютизации симметрии  и трактовке асимметрии как  отсутствия симметрии и порядка.  Антипод симметрии выступает как понятие чисто негативное, но заслуживающее внимания и остается в тени. Значительный интерес к асимметрии возник в середине 19 в. в связи с опытом Л. Пастера по изучению и разделению стереоизомеров.

   В настоящее время  выделяют три вида асимметрии, которые  изучались вначале на больных  людях. Первый вид асимметрии связан с функционированием опорно-двигательного  аппарата или:

  Моторная асимметрия

   Мы привыкли разделять  людей на правшей и левшей по ведущей  руке, как правило, большинство из нас смотрит на то, какой рукой  пишет человек: правой или левой. Но является ли это верным. Ведь с  некоторых пор стало известно, что правши в процессе адаптации  к новым условиям среды начинают выполнять новые для них действия не правой, а левой рукой. Моторная асимметрия носит непостоянный характер, так как структурные перестройки, происходящие на уровне коры головного  мозга, определяются деятельностью  периферии в ранние периоды онтогенеза (Краев, 1978). Выделяют асимметрию в  функционировании  рук,  ног, мышц лица. Руки: У правшей  левая рука считается более выносливой, чем правая к статичному усилию. У  амбидекстров в равной степени преобладают как правая, так и левая руки. Эти люди, как правило, владеют хорошо обеими руками.

   У левшей отсутствует  четкая связь между доминантностью полушарий по речи, так как центр речи не имеет четкой асимметрии у левшей, и ведущей руке. Поэтому боле высокая конкордантность ведущей руки и глаза отмечена у правшей. То есть в отношение моторной и психической асимметрий наблюдается у левшей билатеральное распределение функций между полушариями, асимметрия не так четко выражено.

   В связи с тем, что у большинства центр речи расположен    в левом полушарии, у  левшей эта граница размыта и  находят билатеральное распределение  речевых функций, в таком случае идет борьба за морфологический субстрат между моторной и психической  асимметрией, поэтому преобладание левой руки будет нечетким, так  скажем, что левши склонны больше к амбидекстрии.

   Была выявлена и  асимметрия ног: стало известно, что  ведущая нога делает более длинный  шаг, превосходит по размерам противоположную. Обычно при ходьбе происходит отклонение от заданной траектории в сторону контралатеральную ведущей ноге.

   Лицо, как можно  наблюдать, является так же асимметричным. Так левая половина лица больше отображает эмоциональное состояние, чем правая, и считается более мужественной и сильной, мускулатура на этой части  также лучше развита, чем на противоположной.

   Деятельность периферии связано с работой головного мозга. Левая часть туловища связана  с правым полушарием, а правая - с  левым.

  Моторная асимметрия появляется и нарастает в детские  годы, достигая своего максимального  развития к зрелому возрасту и  в позднем возрасте нивелируется. Если переучить левшу писать правой рукой, то все же для него характерна отличная от правшей сенсорная и  психическая асимметрия.

Сенсорная асимметрия

   Сенсорная асимметрия в отличие от моторной асимметрии является более постоянной, развиваясь в течение всей жизни, она закрепляется у каждого индивидуума. Считается, что этот вид асимметрии наиболее четко и правильно отражает асимметрию центральных систем. Соответственно органам чувств выделяют асимметрию зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса.

   На данный момент по асимметрии органа зрения известно, что у подчиненного глаза мышцы  развиты негармонично. Ведущий глаз первый ловит предмет, поэтому быстрее  происходит его аккомодация. Объект ведущим глазом воспринимается как  больший и контрастный. Но эта  асимметрии позволяет нам говорить о вовлечении конкретных структур мозга  в акт восприятия окружающего  мира, стало известно, что различие полей зрения у нормальных людей  отражает асимметрию их мозга, левое  поле зрение соответствует правому  полушарию и наоборот.

   Такого рода перекрест  информации осуществляется через chiasma opticum, правыми половинами сетчатки каждого глаза воспринимается информация, находящаяся в левом поле зрения, поступая через хиазму в правое полушарие. Далее переработанная информация через Collosum поступает в контралатеральное полушарие. Известно, что у больных эпилепсией производили комиссуртомию и обмен информацией не осуществлялся. Так как центр речи находится у большинства в левом полушарии, то правое становилось немым, а левое глухим по отношению к противоположной гемисфере.

    В головном мозге - на первом  уровне антиноцицептиной системы  - ЦСВ, МЯШ, БЯШ, и третий уровень  - это 4 слой нейронов коры - расположены  преимущественно мю-рецепторы. Ответственны  за формирования и восприятие  боли. В лимбическом мозге преобладают  дельта рецепторы - ответственные  за эйфорические эффекты опиатов.  Так же принимают участие в  регуляции эмоционального состояния  и поведенческих реакций. В  коре головного мозга одинаковое число мю- и дельта-рецепторов. Их плотность распределения на поверхности нейроцитов выше в коре правого полушария. Поток болевой информации вызывает ощущение боли, формирующегося в правом полушарии. Возникающее состояние эмоционально отрицательного напряжения ведет к активации височно-париетальной области правого полушария. Этот участок коры имеет мощные связи со структурами ствола мозга, принимающих участие в гормональной, вегетативной регуляции. В крови повышается уровень кортизола, наблюдается сдвиг КГР, повышается ЧСС.