自然界奇妙的對稱與不對稱(圖)

宇宙充滿了對稱，宇宙同時也充滿了不對稱。（圖片來源：Pixabay）

生活中，人們只要稍微注意一下，就會發現自己生活在一個充滿對稱的世界裡：每片雪花的晶體是對稱的；一隻蝴蝶的雙翼是對稱的；雨滴和星球是球形的；星系呈螺旋形的對稱；海浪的起伏在空間上是對稱的；大多數動物，如鷹、鯡魚、大象則是呈左右兩邊對稱的；作為萬物之靈的人，當我們站立時，則有一個完美的對稱形體。

為什麼自然界如此偏愛對稱？又是誰設計了這麼多的高度完美的對稱？科學家們對這一自然之謎提供的一個簡單答案是：也許它們是由大量同一的「零件」構成的。大自然本身是在宇宙「工廠」裡生產出來的，在「生產過程」中，也許宇宙遵循了某種「最優化的原則」。為什麼會如此？這本身乃是一個更大的謎。一些科學家認為，包括我們人類在內的宇宙有深層的數學結構，遵循著某種我們難以理解的對稱的原則。而對於這一切，我們瞭解得又是多麼有限！

宇宙充滿了對稱，宇宙同時也充滿了不對稱或被打破了的對稱。液態水分子有一種球性的對稱，這是水之所以能流動的原因，但當水受冷結冰時，這種完美的對稱就被破壞，而轉變成一種如雪花晶體般的六邊形的新的對稱。

同樣，大自然中的對稱也以多種多樣的方式被打破。例如，豹、狗、貓身上的斑點與花紋並不嚴格對稱，比目魚的兩個眼睛長在一邊，而我們人類的心臟位於胸腔的左邊，也將外部形體的對稱打破。

除了這種形體的位置不對稱外，還有一種有趣的時間上的不對稱。如大多數鳥飛行時都是同時拍打雙翅的，但奇怪的是，燕子和蝙蝠卻是交替拍打雙翅。

這種對稱與不對稱的奇妙變換，如同宇宙本身的神秘性，引發了人們無限的遐思，激發著人們不斷地去探索。