究竟是誰製造了人類如此完美的對稱?

  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。

  人類對對稱的偏愛也許不難理解,英國詩人布萊克曾說對稱是一種美。

  的確,詩人們尋找韻律的對仗和整齊的疊句,正是出於對詩歌形式美的追求,但形式美只是我們愛好對稱的原因之一。

  我們做一隻乒乓球和圓柱形的易拉罐,同時也是為了製造和使用的方便。如果人類願意,我們盡可以將汽水灌入一隻古怪的多面的不對稱的罐子,但是那樣製作起來一定要麻煩得多。

  人類因為美,也因為製造與使用的方便而偏愛對稱,可為什麼自然界中也充滿了如此多的對稱?雨滴和行星是球形的,晶體有著某種網絡形的對稱,星系呈螺旋形的對稱,海浪的起伏在空間上是對稱的。

  而大多數動物,如鷹、鯡魚、大象等則是呈左右兩邊對稱的。作為萬物之靈的人,當我們站立時,也是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“生產線”上“大批量”生產出來的,為了“製造”的簡捷和方便也許宇宙也遵循某種“最優化的原則”。

  一些科學家認為,包括我們人類在內的宇宙有深層的數字結構,遵循著某種我們還難以理解的對稱的原則。古希臘哲人柏拉圖說:“上帝是一個幾何學家。”

  量子力學的先驅之一保爾·狄拉克也說:“上帝自然是一個高明的數學家,它運用高深的數學原則來建造宇宙,而且比我們人類造得更好。”而對於這一切,我們的瞭解十分有限。

  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奧秘所在。

  但當水受冷結冰時,這種完美的對稱就被破壞,而轉變成了低層次的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。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著拍打雙翅。

  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,成了新崛起的混沌學研究的一個課題。




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