Симметрия не является фундаментальным свойством природы?

Доктор Марио Ливио (Mario Livio) из института Space Telescope Science Institute в Балтиморе сделал предположение, что стремление человека к упорядоченным структурам и симметричным объектам не позволяет нам видеть окружающий мир таким, какой он есть в действительности, и законы природы на самом деле могут и не подчиняться законам симметрии, сообщает Live Science.

Симметрия в науке, искусстве и природе давно стала предметом изучения. Известный математик начала ХХ века Джордж Дэвид Беркофф (George David Birkhoff ) из Гарвардского университета вывел математическую формулу для измерения красоты и притягательности произведений искусства. В формуле присутствуют два абстрактных понятия — сложность и упорядоченность (или симметрия). Согласно теории Беркоффа, сложный объект более привлекателен с эстетической точки зрения, если он менее симметричен, и наоборот, симметричный объект должен быть простым по строению. Но метод измерения степени сложности и симметричности объекта, предложенный Беркоффом, показался ученым слишком субъективными, и формула вскоре была забыта.

Однако идея Беркоффа о том, что симметрия является определяющим фактором эстетической притягательности объекта искусства, нашла свое подтверждение в науке. Последние исследования в области биологии доказали, что человека и других животных привлекают особи противоположного пола с наиболее симметричным строением тела. Следовательно, можно предположить, что стремление к симметрии заложено в нас природой.

В своей книге «The Equation That Couldn’t Be Solved» доктор Ливио рассматривает симметрию во всех областях наук, начиная с биологии и физики и заканчивая музыкой и живописью, и пытается выяснить, влияет ли наше биологическое стремление к симметрии на восприятие окружающего мира, а, следовательно, и на развитие науки в целом. Ученый высказывает следующее предположение: поскольку наш мозг настроен на восприятие симметрии, то инструменты, которые мы используем для выявления законов природы, и сами наши научные теории несут в себе симметрию отчасти потому, что мы предпочитаем упорядоченность, а вовсе не потому, что природа устроена в соответствии с законами симметрии.

Зеркальная симметрия преобладает в животном и растительном мире, что заставляет ученых думать, что это не простое совпадение. Симметрия наблюдалась в строении живых организмов уже 500 млн. лет назад. Следовательно, симметрия возникла не случайно — возможно, симметричные объекты легче воспринимать живым существам. Существует также мнение, что симметрия участвует в естественном отборе — и человек, и животные предпочитают выбирать особей противоположного пола с более симметричным строением тела. Кроме того, выявлена прямая зависимость между симметричным строением тела и здоровьем.

В естественных науках также царят законы симметрии. В математике симметрия выражена наиболее четко. В физике это симметрия пространственно-временных преобразований. Если бы законы природы не были основаны на свойстве симметрии, их даже не смогли бы открыть — они менялись бы в зависимости от того, где, когда и в каком направлении проводился эксперимент.

Доктор Ливио считает, что ученым еще предстоит открывать различные виды симметрии во многих областях науки. «Теория всего», по его мнению, будет включать в себя все виды симметрии во Вселенной, которые свяжут между собой все известные законы физики.

В связи со всем вышеизложенным, доктор Ливио задается вопросом: не может ли наше биологическое стремление к симметрии являться результатом естественного отбора и неосознанно искажать картину мира? К примеру, мы воспринимаем только видимый диапазон излучения — поэтому неудивительно, что другие виды излучения — рентгеновское, инфракрасное, гамма-излучение — были открыты сравнительно недавно. «Если это так, и наше стремление к симметрии в природе и науке есть результат естественного отбора и основано на работе нашего мозга, отдающего предпочтение симметричным объектам и явлениям, то, видимо, существуют другие способы формулировки законов природы, и симметрия в этом случае уже не будет играть решающей роли», — предполагает ученый.

Доктор Ливио высказывает предположение, что так же, как были изобретены детекторы, которые позволяют нам видеть то, что не видят наши глаза, со временем будут изобретены и способы видеть окружающий мир за границами нашего «симметричного» восприятия. «Поскольку в этом случае речь идет о серьезных фундаментальных законах, все гораздо сложнее. Но по мере того, как мы будем приближаться к истинному пониманию законов окружающего мира, мы поймем, что является фундаментальным принципом, лежащим в основе законов природы, и преодолеем свою близорукость».