La symétrie n'est pas toujours une loi
2004/11/01 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia Iturria: Elhuyar aldizkaria
En quoi consiste la beauté de la nature ? En couleurs ? Dans les formes ? Dans la diversité ? C'est certainement tout cela, cela et mille autres choses. Et dans cet ensemble de caractéristiques a également la symétrie. La symétrie apporte l'ordre ; les images symétriques nous transmettent l'équilibre, avec lequel nous associons souvent la beauté. La symétrie est belle même lorsqu'elle est brisée par un élément.
Il est précieux, mais pas seulement beau; en plus de la beauté, il ya d'autres raisons d'étudier la symétrie de la nature, qui est parfois l'explication de nombreux secrets sur la nature elle-même. Des exemples peuvent être trouvés partout.
Par exemple, l'ananas a une structure symétrique très complexe qui se manifeste dans la conception de la peau. La peau d'Ana semble belle, mais pour les botanistes ce n'est pas une beauté simple. Cette structure leur indique que le développement de l'ananas est dû à des "normes".
La symétrie d'Anne est juste un exemple, il ya beaucoup plus. Mais la symétrie n'est pas toujours une loi. Parfois, les conceptions symétriques sont les plus efficaces, dans d'autres pas. Parfois la symétrie est l'expression logique de la nature, parfois non. Cependant, la nature est comme elle est, car dans de nombreux cas la symétrie se casse ou disparaît. Et il vaut la peine de l'analyser au moins dans trois domaines.
De gauche à droite
Ils disent que le britannique Charles Darwin a remis en question que Dieu avait conçu tous les êtres vivants, un à un. Tous les détails changeants de l'un à l'autre n'étaient pas le fruit du travail du Père des Cieux. Au contraire, la vieille idée d'évolution semblait beaucoup plus adéquate : toutes les espèces devaient procéder aux changements des précédentes.
Les traces des pas évolutifs restent évidentes aujourd'hui, par exemple, dans la symétrie animale. Bien sûr, créer de nouveaux dessins d'animaux au fil du temps ne fait pas disparaître les vieux.
Développement symétrique d’Ana
Ainsi, il y a encore des animaux avec le corps ordonné autour d'un axe, c'est-à-dire de symétrie radiale, comme la méduse. Dans le passé, les animaux les plus complexes avaient cette apparence, parce que c'était l'organisation la plus logique de ceux qui avaient plus d'une cellule, simple et efficace.
Mais avec le temps des animaux plus complexes sont apparus et à partir d'un moment les corps radiaux n'étaient pas assez efficaces pour eux. Cela a provoqué des changements dans les corps. Par exemple, les animaux ont développé la tête pour unir le système nerveux central et les principaux organes des sens dans une partie du corps. Et être une tête complexe exigeait une nouvelle organisation du corps, à deux visages, à gauche et à droite.
Cette symétrie a eu beaucoup de succès. Par exemple, les vers et vers, malgré leur aspect cylindrique, ont une symétrie bilatérale; les mollusques, les insectes et les animaux les plus complexes. Et c'est que chez les animaux les plus complexes d'aujourd'hui commande la symétrie bilatérale, par exemple chez l'homme ; les parties du corps gauche sont répétées à droite comme si elles étaient une image d'un miroir.
Est-ce vrai ? Sommes-nous formés par deux parties égales? Vu de l'extérieur, peut-être oui. Mais si nous analysons l'emplacement des organes, aucune symétrie n'est appréciée. Le cœur est à gauche, le foie à droite; de plus, les deux poumons ne sont pas égaux: le droit est divisé en trois lobes et le gauche seulement en deux. Et chez certains animaux, ces différences se reflètent également dans l'apparence extérieure, comme le turbot. Ce poisson de fond marin a perdu la symétrie de ses ancêtres. Pourquoi cela est-il arrivé ?
Car tout simplement parce que c'est la seule façon de maintenir un corps encore plus complexe. Si le cœur humain était symétrique, il aurait de sérieux problèmes pour compenser le flux sanguin, en raison de sa complexité. Et le turbot a besoin d'une commande asymétrique par son corps plat de grande taille, qui doit être ajusté à un corps plat. Ainsi, la symétrie bilatérale n'est pas un autre type de symétrie, mais la même asymétrie.
Disposition des atomes
Ils disent que le Français Louis Pasteur a distribué manuellement les cristaux d'un acide en fonction de son apparence, et qu'à la fin il avait des cristaux de deux acides au lieu d'un seul. D'un a obtenu deux ? Cette légende ne semble pas logique, mais a une explication simple: le mélange initial contenait deux acides et non un, mais les chimistes de l'époque ne les connaissaient pas.
Pasteur a découvert quelque chose de plus important qu'un acide: l'asymétrie des biomolécules. La vie est basée sur des molécules asymétriques. Cela ne signifie pas que tous sont asymétriques. L'eau, l'oxygène, ou un acide aminé appelé glycine, par exemple, sont totalement symétriques et sont indispensables à la vie. Mais beaucoup d'autres sont asymétriques et pour eux l'activité biologique consiste à avoir une forme géométrique appropriée. Ce n'est pas une petitesse, dans ce groupe se trouvent tous les acides aminés qui ne sont ni ADN ni glycine, entre autres. Ils nécessitent une orientation géométrique concrète et leur absence peut causer de graves problèmes.
Le problème de l'orientation a été résolu par la nature il y a longtemps: tous les acides aminés qui participent à la vie actuelle, par exemple, ont la même orientation. Chaque acide aminé a, géométriquement, deux possibilités, pouvant être L- ou D-acide aminé. Mais presque tous les acides aminés de la nature sont L-acides aminés. Personne ne sait pourquoi, mais oui. Un autre fait avec les sucres, qui sont tous de la nature.
Il y a des exceptions. Certaines bactéries utilisent D-acides aminés pour former leur membrane, mais une des raisons est que tous les acides aminés de la nature sont L. En définitive, en ce qui concerne les biomolécules, l'asymétrie affecte plus l'activité biologique que la symétrie.
Et en acceptant cette idée, l'asymétrie pose une série de questions fondamentales sur l'origine de la vie: pourquoi la nature a choisi cette option et non l'autre? Y at-il une autre chance quelque part vivant? Sur une autre planète ? Dans un autre univers ? Il faut garder à l'esprit que l'univers est aussi asymétrique.
Pomme Pomme
Ils disent que le Britannique Isaac Newton a découvert la gravité en voyant tomber une pomme. Probablement pas le cas, mais cela indique que la découverte a été la conséquence de l'observation. Les choses ne sont attirées que par la masse. Et ce n'est pas facile, mais depuis que Newton l'a expliqué, il semble que oui.
Cependant, pour les physiciens, la gravité est très spéciale. En définitive, une masse attire tous les autres sans exception. Mais cela ne se produit pas, par exemple, en électricité ou magnétisme.
Pour qu'une particule attire électriquement l'autre, elle doit avoir une charge opposée. Le positif attire le négatif et un autre positif le repousse, c'est-à-dire crée une zone symétrique. Il est symétrique seulement par des charges positives et négatives. Dans la gravité, en revanche, toutes les masses sont positives et pourtant elles s'attirent. Il est clair que la force gravitationnelle n'est pas comme électrique ou magnétique.
Il n'y a pas de masses négatives. Il n'existe pas. Cependant, les physiciens parlent d'antituerie. Mais l'antituerie et la masse négative ne sont pas les mêmes. L'antituer est appelé plusieurs particules parce que quand ils entrent en collision avec la matière ils se défont les deux. Le positron, par exemple, est une antituerie, semblable à l'électron, car il a la même masse, mais une charge électrique contraire. Si un électron et un proton se heurtent, ils deviennent tous deux de l'énergie ; en définitive, les masses sont détruites.
L'électron de positron n'est pas la seule paire d'antimaterie de matière. Chaque particule composant la matière a une antiparticule, par exemple, les antipartas de proton et de neutron sont, respectivement, antiproton et antineutroya. Et ils ont tous une grande importance dans la création de l'univers.
Selon une hypothèse, lors de l'explosion de Big Bang deux ont été formés: la matière et l'antituerie. Mais après l'explosion, ils se sont heurtés. Mais la matière n'a pas complètement disparu. Il y avait "trop" matière. Toute l'antimaterie disparut, mais la matière persista. Tout n'a pas disparu. Pourquoi ? Personne ne le sait.
Cependant, la matière est restée, ce qui a permis la formation de galaxies, étoiles et planètes. Grâce à cela, la Terre existe et nous sommes. Nous vivons grâce à l'asymétrie de ce choc.
Poisson sans symétrie
Le turbot vit au fond de la mer, c'est un animal mimétique. Il se cache dans le sable en attendant sa proie, de sorte que le turbot a un look très approprié pour son corps plat. D'autres poissons ont le corps plat, mais le turbot est spécial, surtout parce que ce corps plat n'a pas de symétrie. D'une part, sur ce poisson, le haut n'est pas le même que le bas. D'autre part, bien que la colonne soit divisée en deux parties supérieures, les deux parties ne sont pas égales. Enfin, la bouche, la nageoire dorsale et les yeux ne sont pas du tout symétriques.
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