Симметрия в природе
Симметрия в природе
Шафрановский И.И. – Симметрия в природе; Ленинград, "Недра", 1985.
Тема книги – внешние формы природных тел (кристаллов, растений, животных, геологических образований) и характеризующие их общие законы симметрии, реализующиеся в поле земного тяготения. В основу изложения положен универсальный принцип симметрии (принцип П. Кюри), что позволило автору объединить единым подходом внешние формы самых различных природных тел. Помимо классического учения о симметрии, в тексте широко использованы понятия, существенно расширяющие рамки старой симметрии (криволинейная симметрия по акад. Д.В. Наливкину, симметрия подобия по акад. А.В. Шубникову, многоцветная симметрия по акад. Н.В. Белову и др., гомология по проф. В.И. Михееву, динамическая симметрия и т.д.). Приняты во внимание идеи акад. В.И. Вернадского о симметрии живых и косных тел. Приведен большой и оригинальный материал, иллюстрирующий теорию; приведены многочисленные примеры из художественной литературы. Для старшеклассников, любителей и специалистов в области естествознания.
ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие 5 Глава 1 Поиски обобщающих законов в природе Вместо введения 8 Глава 2 Немного необходимой теории Основные понятия о симметрии и геометрии природных форм 17 Глава 3 Теория шагает в бесконечность Продолжение беседы о симметрии 36 Глава 4 Всеобъемлющий закон природы Принцип симметрии Пьера Кюри 49 Глава 5 В царстве кристаллов Формы и симметрия кристаллических образований 61 Глава 6 Где граница между живой и мёртвой природой? Сопоставление кристаллических фигур с формами растений и животных 95 Глава 7 В лесах и на полях Формы и симметрия растений 103 Глава 8 От неподвижности к ползанию, плаванию, полёту Формы и симметрия беспозвоночных животных 124 Глава 9 Высшая ступень Формы и симметрия позвоночных 138 Глава 10 Среди горных громад Формы и симметрия геологических образований. Симметрия земного шара 143 Глава 11 О красоте и целесообразности симметрии 155 Заключение 162 Список литературы 165
Несколько выдержек из книги:
Не приходилось ли вам задумываться над рифмами? Совершенно чуждые, казалось бы, по смыслу слова искусно соединяются вместе, связываются единой логической нитью и вплетаются в общую ткань стихотворения.
Натуралисту часто приходится поступать почти так же, как и поэту.Пытливо вглядываясь в разнородные явления природы, он вдруг к своему удивлению находит в них общие черты. В результате глубокого и тщательного обдумывания и изучения подмеченное сходство открывает иногда путь к установлению широких обобщающих закономерностей. Всем известна историческая легенда об Исааке Ньютоне (1643 – 1727). Сидя в саду, он увидел падающее на землю яблоко и сопоставил падение плода с движением Луны вокруг Земли. Такое сравнение будто бы и дало толчок для открытия закона всемирного тяготения (хотя, конечно, само по себе наблюдение падающего яблока не привело бы к открытию, если бы учёный не думал об этом раньше).
Недаром другой великий физик Макс Планк (1858 – 1947), вспоминая об этой легенде, писал: "Основной чертой каждой возникшей в науке новой идеи является то, что она связывает определённым образом два различных ряда фактов". "Талант учёного заключается в умении улавливать сходство и общие черты в явлениях, по-видимому, совершенно разнообразных", – утверждал крупнейший русский кристаллограф Е. С. Фёдоров (1853 – 1919). (стр. 8)
Попробуем теперь выяснить вопрос о том, как связаны между собой симметрия и красота. Древние греки в своей мифологии касались, по существу, именно этого вопроса. По их представлениям бесформенный беспорядочный хаос порождал устрашающих чудовищ. Упорядоченность и гармония в природе олицетворялись в сияющих образах богов и богинь, увековеченных в прекрасных статуях. Но ведь именно симметрия с её законами характеризует гармоничность, пропорциональность, стройность природных тел. Тем самым греки отождествляли упорядоченность и симметрию с красотой. Достаточно вспомнить строго симметричное построение архитектурных памятников, закономерно повторяющиеся узоры чудесных орнаментов, изумительную стройность греческих ваз. И всюду мы видим на них проявление хорошо знакомых нам законов симметрии.
Гёте во второй части "Фауста" противопоставил в образах Прекрасной Елены и чудовищно безобразной, одноглазой и однозубой Форкиады красоту симметрии и уродство грубой асимметрии. Такое же противопоставление мы найдём и в пушкинской "Сказке о царе Салтане". С одной стороны, торжествующе величавая Царевна-Лебедь со звездой во лбу и с месяцем под косой, а с другой – уродливо окривевшие злодейки ткачиха с поварихой. Обобщая сказанное, мы придём к выводу, что всюду, где красота, там и симметрия. Недаром в последнее время начали обращать внимание на проявления симметрии в музыке, в размерах стихов и чередовании рифм. Так проф. Г. Амштутц сравнивает стихотворные размеры со структурами кристаллов. (стр. 158)
Вместе с тем, говоря о симметрии живой природы, нельзя забывать, что здесь речь идёт не о мертвенно-застывшей статичной симметрии, а о текучеизменчивой динамической симметрии, так ярко проявляющейся в мире растений и животных. (стр. 158)
