Symmetri (gammelgresk συμμετρία - symmetri) er bevaring av egenskapene til arrangementet av elementene i en figur i forhold til symmetrisenteret eller symmetriaksen i uendret tilstand under enhver transformasjon.

Ordet "symmetri" har vært kjent for oss siden barndommen. Ser vi i speilet, ser vi symmetriske halvdeler av ansiktet; ser vi på håndflatene, ser vi også speilsymmetriske objekter. Når vi tar en kamilleblomst i hånden, er vi overbevist om at ved å snu den rundt stilken kan vi oppnå justering av forskjellige deler av blomsten. Dette er en annen type symmetri: rotasjon. Det finnes et stort antall typer symmetri, men de følger alle alltid én generell regel: med en viss transformasjon kombineres et symmetrisk objekt alltid med seg selv.

Naturen tåler ikke eksakt symmetri . Det er alltid minst mindre avvik. Dermed er ikke armene, bena, øynene og ørene våre helt identiske med hverandre, selv om de er veldig like. Og så videre for hvert objekt. Naturen ble ikke skapt etter prinsippet om enhetlighet, men etter prinsippet om konsistens og proporsjonalitet. Det er proporsjonalitet som er den eldgamle betydningen av ordet "symmetri". Antikkens filosofer anså symmetri og orden som essensen av skjønnhet. Arkitekter, kunstnere og musikere har kjent og brukt symmetrilovene siden antikken. Og samtidig kan et lite brudd på disse lovene gi gjenstander en unik sjarm og rett og slett magisk sjarm. Dermed er det nettopp ved en liten asymmetri at noen kunsthistorikere forklarer skjønnheten og magnetismen i det mystiske smilet til Mona Lisa av Leonardo da Vinci.

Symmetri genererer harmoni, som av hjernen vår oppfattes som en nødvendig egenskap for skjønnhet. Dette betyr at selv vår bevissthet lever i henhold til lovene i en symmetrisk verden.

I følge Weyl kalles et objekt symmetrisk hvis det er mulig å utføre en operasjon på det, noe som resulterer i den opprinnelige tilstanden.

Symmetri i biologi er det vanlige arrangementet av lignende (identiske) deler av kroppen eller former for en levende organisme, en samling av levende organismer i forhold til symmetrisenteret eller symmetriaksen.

Symmetri i naturen

Objekter og fenomener av levende natur har symmetri. Det lar levende organismer bedre tilpasse seg miljøet og ganske enkelt overleve.

I levende natur viser de aller fleste levende organismer ulike typer symmetrier (form, likhet, relativ plassering). Dessuten kan organismer med forskjellige anatomiske strukturer ha samme type ytre symmetri.

Ytre symmetri kan fungere som grunnlag for klassifisering av organismer (sfæriske, radielle, aksiale, etc.) Mikroorganismer som lever under forhold med svak tyngdekraft har en uttalt formsymmetri.

Pytagoreerne trakk oppmerksomheten til fenomenene symmetri i levende natur tilbake i antikkens Hellas i forbindelse med utviklingen av harmonilæren (5. århundre f.Kr.). På 1800-tallet dukket det opp isolerte verk om symmetri i plante- og dyreverdenen.

På 1900-tallet, gjennom innsatsen til russiske forskere - V. Beklemishev, V. Vernadsky, V. Alpatov, G. Gause - ble det opprettet en ny retning i studiet av symmetri - biosymmetri, som ved å studere symmetriene til biostrukturer ved de molekylære og supramolekylære nivåene, lar oss på forhånd bestemme mulige symmetrialternativer i biologiske objekter, beskrive den ytre formen og den indre strukturen til alle organismer strengt.

Symmetri i planter

Den spesifikke strukturen til planter og dyr bestemmes av egenskapene til habitatet de tilpasser seg og egenskapene til deres livsstil.

Planter er preget av kjeglesymmetri, som er tydelig synlig i ethvert tre. Ethvert tre har en base og en topp, en "topp" og en "bunn" som utfører forskjellige funksjoner. Betydningen av forskjellen mellom de øvre og nedre delene, samt tyngdekraftens retning, bestemmer den vertikale orienteringen av rotasjonsaksen til "trekjeglen" og symmetriplanene. Treet absorberer fuktighet og næringsstoffer fra jorda gjennom rotsystemet, det vil si under, og de gjenværende vitale funksjonene utføres av kronen, det vil si på toppen. Derfor er retningene "opp" og "ned" for et tre betydelig forskjellige. Og retninger i et plan vinkelrett på vertikalen er praktisk talt umulig å skille for et tre: i alle disse retningene kommer luft, lys og fuktighet inn i treet i like stor grad. Som et resultat vises en vertikal roterende akse og et vertikalt symmetriplan.

De fleste blomstrende planter viser radial og bilateral symmetri. En blomst regnes som symmetrisk når hver perianth består av like mange deler. Blomster som har sammenkoblede deler regnes som blomster med dobbel symmetri osv. Trippelsymmetri er vanlig for monocotyledoner, mens femdobbelsymmetri er vanlig for tocotyledoner.

Bladene er preget av speilsymmetri. Den samme symmetrien finnes også i blomster, men i dem opptrer ofte speilsymmetri i kombinasjon med rotasjonssymmetri. Det er også hyppige tilfeller av figurativ symmetri (akasiegrener, rognetrær). Det er interessant at i blomsterverdenen er den vanligste rotasjonssymmetri av 5. orden, som er fundamentalt umulig i de periodiske strukturene til livløs natur. Akademiker N. Belov forklarer dette faktum med det faktum at aksen av 5. orden er et slags instrument for kampen for tilværelsen, «forsikring mot forsteining, krystallisering, hvis første trinn ville være deres fangst av nettet». En levende organisme har faktisk ikke en krystallinsk struktur i den forstand at selv dens individuelle organer ikke har et romlig gitter. Ordnede strukturer er imidlertid representert veldig bredt i den.

Symmetri hos dyr

Symmetri hos dyr betyr korrespondanse i størrelse, form og omriss, samt det relative arrangementet av kroppsdeler plassert på motsatte sider av skillelinjen.

Sfærisk symmetri forekommer hos radiolarer og solfisker, hvis kropper er sfæriske i form, og deler er fordelt rundt midten av sfæren og strekker seg fra den. Slike organismer har verken for-, bak- eller sidedeler av kroppen; ethvert plan trukket gjennom midten deler dyret i like halvdeler.

Med radiell eller radiell symmetri har kroppen formen av en kort eller lang sylinder eller kar med en sentral akse, hvorfra deler av kroppen strekker seg radialt. Disse er coelenterates, pigghuder og sjøstjerner.

Med speilsymmetri er det tre symmetriakser, men bare ett par symmetriske sider. Fordi de to andre sidene - abdominal og dorsal - ikke ligner hverandre. Denne typen symmetri er karakteristisk for de fleste dyr, inkludert insekter, fisk, amfibier, krypdyr, fugler og pattedyr.

Insekter, fisker, fugler og dyr er preget av en forskjell mellom retningene "fremover" og "bakover", som er uforenlig med rotasjonssymmetri. Den fantastiske Tyanitolkai, oppfunnet i det berømte eventyret om doktor Aibolit, ser ut til å være en helt utrolig skapning, siden dens fremre og bakre halvdel er symmetriske. Bevegelsesretningen er en grunnleggende valgt retning, med hensyn til hvilken det ikke er symmetri i noe insekt, noen fisk eller fugl, noe dyr. I denne retningen haster dyret etter mat, i samme retning rømmer det fra sine forfølgere.

I tillegg til bevegelsesretningen, bestemmes symmetrien til levende vesener av en annen retning - tyngdekraftens retning. Begge retninger er betydningsfulle; de definerer symmetriplanet til en levende skapning.

Bilateral (speil) symmetri er den karakteristiske symmetrien til alle representanter for dyreverdenen. Denne symmetrien er tydelig synlig i sommerfuglen; symmetrien til venstre og høyre vises her med nesten matematisk strenghet. Vi kan si at hvert dyr (så vel som insekter, fisk, fugler) består av to enantiomorfer - høyre og venstre halvdel. Enantiomorfer er også sammenkoblede deler, hvorav den ene faller inn i høyre og den andre i venstre halvdel av dyrets kropp. Dermed er enantiomorfer høyre og venstre øre, høyre og venstre øye, høyre og venstre horn, etc.

Symmetri hos mennesker

Menneskekroppen har bilateral symmetri (ytre utseende og skjelettstruktur). Denne symmetrien har alltid vært og er hovedkilden til vår estetiske beundring for den velproporsjonerte menneskekroppen. Menneskekroppen er bygget på prinsippet om bilateral symmetri.

De fleste av oss ser på hjernen som en enkelt struktur; i virkeligheten er den delt i to halvdeler. Disse to delene - de to halvkulene - passer tett til hverandre. I full samsvar med den generelle symmetrien til menneskekroppen, er hver halvkule et nesten nøyaktig speilbilde av den andre

Kontroll over de grunnleggende bevegelsene til menneskekroppen og dens sensoriske funksjoner er jevnt fordelt mellom de to hjernehalvdelene. Venstre hjernehalvdel kontrollerer høyre side av hjernen, og høyre hjernehalvdel kontrollerer venstre side.

Fysisk symmetri av kropp og hjerne betyr ikke at høyre og venstre side er like i alle henseender. Det er nok å ta hensyn til handlingene til hendene våre for å se de første tegnene på funksjonell symmetri. Få mennesker har lik bruk av begge hender; flertallet har den ledende hånden.

Typer symmetri hos dyr

1. sentralt

2. aksial (speil)

3. radial

4. bilateral

5. dobbel bjelke

6. progressiv (metamerisme)

7. translasjons-rotasjon

Typer symmetri

Det er bare to hovedtyper av symmetri kjent - rotasjons- og translasjonell. I tillegg er det en modifikasjon fra kombinasjonen av disse to hovedtypene av symmetri - rotasjons-translasjonssymmetri.

Rotasjonssymmetri. Hver organisme har rotasjonssymmetri. For rotasjonssymmetri er antitimer et essensielt karakteristisk element. Det er viktig å vite at når den roteres i noen grad, vil kroppens konturer falle sammen med den opprinnelige posisjonen. Minimumsgraden av kontursammenfall er for en kule som roterer rundt symmetrisenteret. Maksimal rotasjonsgrad er 360 0, når kroppens konturer sammenfaller når du dreier med denne mengde. Hvis et legeme roterer rundt et symmetrisenter, kan mange symmetriakser og symmetriplan trekkes gjennom symmetrisenteret. Hvis et legeme roterer rundt én heteropolar akse, så kan man gjennom denne aksen tegne like mange plan som det er antimerer i den gitte kroppen. Avhengig av denne tilstanden snakker man om rotasjonssymmetri av en viss rekkefølge. For eksempel vil seksstrålede koraller ha sjette-ordens rotasjonssymmetri. Ctenophores har to symmetriplan, og de har annenordens symmetri. Symmetrien til ctenophores kalles også biradial. Til slutt, hvis en organisme bare har ett symmetriplan og følgelig to antimerer, kalles slik symmetri bilateral eller bilateral. Tynne nåler strekker seg radialt. Dette hjelper protozoene til å "sveve" i vannsøylen. Andre representanter for protozoer er også sfæriske - stråler (radiolaria) og solfisk med stråleformede prosesser-pseudopodia.

Translasjonssymmetri. For translasjonssymmetri er de karakteristiske elementene metamerer (meta - den ene etter den andre; mer - del). I dette tilfellet er delene av kroppen ikke plassert speil motsatt av hverandre, men sekvensielt etter hverandre langs hovedaksen til kroppen.

Metamerisme – en av formene for translasjonssymmetri. Det er spesielt uttalt i annelids, hvis lange kropp består av et stort antall nesten identiske segmenter. Dette tilfellet av segmentering kalles homonomisk. Hos leddyr kan antallet segmenter være relativt lite, men hvert segment er litt forskjellig fra naboene enten i form eller vedheng (thoraxsegmenter med ben eller vinger, abdominale segmenter). Denne segmenteringen kalles heteronom.

Rotasjons-translasjonssymmetri . Denne typen symmetri har en begrenset utbredelse i dyreriket. Denne symmetrien er preget av det faktum at når du snur i en viss vinkel, beveger en del av kroppen seg litt fremover og hver påfølgende øker størrelsen logaritmisk med en viss mengde. Dermed kombineres rotasjons- og translasjonsbevegelsene. Et eksempel er spiralkammerskallene til foraminiferer, samt spiralkammerskallene til noen blekksprut. Med enkelte forhold kan også ikke-kammerspiralskall av gastropoder inkluderes i denne gruppen

Speilsymmetri

Hvis du står i midten av bygningen og til venstre er det samme antall etasjer, søyler, vinduer som til høyre, så er bygningen symmetrisk. Hvis det var mulig å bøye det langs den sentrale aksen, ville begge halvdelene av huset falle sammen når de ble lagt over hverandre. Denne symmetrien kalles speilsymmetri. Denne typen symmetri er veldig populær i dyreriket; mennesket selv er skreddersydd etter dets kanoner.

Symmetriaksen er rotasjonsaksen. I dette tilfellet mangler dyr som regel et symmetrisenter. Da kan rotasjon bare skje rundt en akse. I dette tilfellet har aksen oftest poler av ulik kvalitet. For eksempel, i coelenterates, hydra eller anemone, er munnen plassert på den ene stangen, og sålen som disse ubevegelige dyrene er festet til underlaget med er plassert på den andre. Symmetriaksen kan sammenfalle morfologisk med kroppens anteroposteriore akse.

Med speilsymmetri endres høyre og venstre side av objektet.

Et symmetriplan er et plan som går gjennom symmetriaksen, sammenfaller med det og skjærer kroppen i to speilhalvdeler. Disse halvdelene, som ligger overfor hverandre, kalles antire (anti - mot; mer - del). For eksempel, i Hydra, må symmetriplanet passere gjennom munnåpningen og gjennom sålen. Antimerer av motsatte halvdeler bør ha et like stort antall tentakler rundt hydraens munn. Hydra kan ha flere symmetriplan, hvor antallet vil være et multiplum av antall tentakler. Hos sjøanemoner med et svært stort antall tentakler kan mange symmetriplan tegnes. For en manet med fire tentakler på en bjelle, vil antallet symmetriplan være begrenset til et multiplum av fire. Ctenophores har bare to symmetriplan - svelg og tentakel. Til slutt har bilateralt symmetriske organismer bare ett plan og bare to speilantimerer - henholdsvis høyre og venstre side av dyret.

Overgangen fra radiell eller radiell til bilateral eller bilateral symmetri er assosiert med overgangen fra en stillesittende livsstil til aktiv bevegelse i miljøet. For fastsittende former er forholdet til miljøet likt i alle retninger: radiell symmetri samsvarer nøyaktig med denne livsstilen. Hos aktivt bevegelige dyr blir den fremre delen av kroppen biologisk ulik resten av kroppen, hodet dannes, og høyre og venstre side av kroppen kan skilles. På grunn av dette går radiell symmetri tapt, og bare ett symmetriplan kan trekkes gjennom dyrets kropp, og deler kroppen i høyre og venstre side. Bilateral symmetri betyr at den ene siden av et dyrs kropp er et speilbilde av den andre siden. Denne typen organisasjon er karakteristisk for de fleste virvelløse dyr, spesielt annelids og leddyr - krepsdyr, edderkoppdyr, insekter, sommerfugler; for virveldyr - fisk, fugler, pattedyr. Bilateral symmetri vises først hos flatormer, der fremre og bakre ende av kroppen skiller seg fra hverandre.

Hos annelids og leddyr observeres også metamerisme - en av formene for translasjonssymmetri, når deler av kroppen er plassert sekvensielt etter hverandre langs hovedaksen til kroppen. Det er spesielt uttalt i annelids (meitemark). Annelids får navnet sitt fra det faktum at kroppen deres består av en rekke ringer eller segmenter (segmenter). Både indre organer og kroppsvegger er segmentert. Så dyret består av omtrent hundre mer eller mindre like enheter - metamerer, som hver inneholder ett eller et par organer i hvert system. Segmentene er adskilt fra hverandre med tverrgående skillevegger. I en meitemark ligner nesten alle segmenter på hverandre. Annelider inkluderer polychaetes - marine former som svømmer fritt i vann og graver seg ned i sanden. Hvert segment av kroppen deres har et par sidefremspring som bærer en tett bustbust. Leddyr har fått navnet sitt fra sine karakteristiske leddparede vedheng (som svømmeorganer, gående lemmer, munndeler). Alle er preget av en segmentert kropp. Hver leddyr har et strengt definert antall segmenter, som forblir uendret gjennom hele livet. Speilsymmetri er godt synlig i sommerfuglen; symmetrien til venstre og høyre vises her med nesten matematisk strenghet. Vi kan si at hvert dyr, insekt, fisk, fugl består av to enantiomorfer - høyre og venstre halvdel. Dermed er enantiomorfer høyre og venstre øre, høyre og venstre øye, høyre og venstre horn, etc.

Radiell symmetri

Radiell symmetri er en form for symmetri der en kropp (eller figur) faller sammen med seg selv når objektet roterer rundt et bestemt punkt eller en linje. Ofte faller dette punktet sammen med symmetrisenteret til objektet, det vil si punktet der et uendelig antall akser med bilateral symmetri krysser hverandre.

I biologi sies radiell symmetri å oppstå når en eller flere symmetriakser passerer gjennom et tredimensjonalt vesen. Dessuten kan radialt symmetriske dyr ikke ha symmetriplan. Dermed har Velella-sifonoforen en annenordens symmetriakse og ingen symmetriplan.

Vanligvis passerer to eller flere symmetriplan gjennom symmetriaksen. Disse planene skjærer hverandre langs en rett linje - symmetriaksen. Hvis dyret roterer rundt denne aksen til en viss grad, vil det vises på seg selv (sammenfaller med seg selv).
Det kan være flere slike symmetriakser (polyakson symmetri) eller én (monakson symmetri). Polyaksonal symmetri er vanlig blant protister (f.eks. radiolarier).

Som regel, hos flercellede dyr, er de to endene (polene) av en enkelt symmetriakse ulik (for eksempel hos maneter er munnen plassert på en pol (oral), og tuppen av klokken er på motsatt side (aboral) pol. Slik symmetri (en variant av radiell symmetri) i komparativ anatomi kalles uniaxial-heteropol. I en todimensjonal projeksjon kan radiell symmetri bevares dersom symmetriaksen er rettet vinkelrett på projeksjonsplanet. ord, bevaring av radiell symmetri avhenger av synsvinkelen.
Radiell symmetri er karakteristisk for mange cnidarians, så vel som de fleste pigghuder. Blant dem er det såkalt pentasymmetri, basert på fem symmetriplan. I pigghuder er radiell symmetri sekundær: larvene deres er bilateralt symmetriske, og hos voksne dyr brytes ekstern radiell symmetri av tilstedeværelsen av en madrepore-plate.

I tillegg til typisk radiell symmetri, er det biradial radiell symmetri (to symmetriplan, for eksempel i ctenoforer). Hvis det bare er ett symmetriplan, så er symmetrien bilateral (bilateralt symmetriske personer har slik symmetri).

Hos blomstrende planter finnes ofte radialt symmetriske blomster: 3 symmetriplan (froskeurt), 4 symmetriplan (cinquefoil oppreist), 5 symmetriplan (klokkeblomst), 6 symmetriplan (colchicum). Blomster med radiell symmetri kalles aktinomorfe, blomster med bilateral symmetri kalles zygomorfe.

Hvis miljøet rundt et dyr er mer eller mindre homogent på alle sider og dyret er jevnt i kontakt med det med alle deler av overflaten, så er formen på kroppen vanligvis sfærisk, og de repeterende delene er plassert i radielle retninger. Mange radiolarier som er en del av det såkalte planktonet er sfæriske, d.v.s. en samling av organismer suspendert i vannsøylen og ute av stand til aktiv svømming; sfæriske kamre inneholder noen få planktoniske representanter for foraminifer (protozoer, sjøbeboere, marine testate amøber). Foraminiferer er innelukket i skjell av forskjellige, bisarre former. Den sfæriske kroppen til solfisk sender utallige tynne, trådlignende, radialt arrangerte pseudopodier i alle retninger; kroppen er blottet for et mineralskjelett. Denne typen symmetri kalles ekviaksial, siden den er preget av tilstedeværelsen av mange identiske symmetriakser.

Ekviaksiale og polysymmetriske typer finnes hovedsakelig blant lavorganiserte og dårlig differensierte dyr. Hvis det er 4 identiske organer rundt lengdeaksen, kalles radiell symmetri i dette tilfellet firestrålesymmetri. Hvis det er seks slike organer, vil rekkefølgen av symmetri være seks-strålet, etc. Siden antallet slike organer er begrenset (ofte 2,4,8 eller et multiplum av 6), kan det alltid tegnes flere symmetriplan, tilsvarende antallet av disse organene. Fly deler dyrets kropp inn i like deler med repeterende organer. Dette er forskjellen mellom radiell symmetri og den polysymmetriske typen. Radiell symmetri er karakteristisk for stillesittende og festede former. Den økologiske betydningen av radiell symmetri er klar: et fastsittende dyr er omgitt på alle sider av det samme miljøet og må inngå forhold til dette miljøet ved å bruke identiske organer som gjentar seg i radielle retninger. Det er en stillesittende livsstil som bidrar til utviklingen av strålende symmetri.

Rotasjonssymmetri

Rotasjonssymmetri er "populært" i planteverdenen. Ta en kamilleblomst i hånden. Kombinasjonen av forskjellige deler av blomsten oppstår hvis de roteres rundt stilken.

Svært ofte låner flora og fauna ytre former fra hverandre. Sjøstjerner som fører en vegetativ livsstil har rotasjonssymmetri, og bladene deres er speillignende.

Planter begrenset til et permanent sted skiller tydelig bare toppen og bunnen, og alle andre retninger er mer eller mindre de samme for dem. Naturligvis er utseendet deres underlagt rotasjonssymmetri. For dyr er det veldig viktig hva som er foran og hva som er bak; bare "venstre" og "høyre" forblir like for dem. I dette tilfellet råder speilsymmetri. Det er merkelig at dyr som bytter ut mobilt liv med ubevegelig liv og deretter vender tilbake til mobilt liv igjen, beveger seg fra en type symmetri til en annen et tilsvarende antall ganger, slik det for eksempel skjedde med pigghuder (sjøstjerner, etc.).

Spiral- eller spiralsymmetri

Helisk symmetri er symmetri med hensyn til en kombinasjon av to transformasjoner - rotasjon og translasjon langs rotasjonsaksen, dvs. det er bevegelse langs skruens akse og rundt skruens akse. Det er venstre og høyre skruer.

Eksempler på naturlige propeller er: brosme av en narhval (en liten hval som lever i de nordlige hav) - venstre propell; sneglehus – høyre skrue; Hornene til Pamir-væren er enantiomorfer (ett horn er vridd i en venstrehendt spiral, og det andre i en høyrehendt spiral). Spiralsymmetri er ikke ideell, for eksempel smalner eller utvider skallet til bløtdyr på slutten.

Selv om ekstern helisk symmetri er sjelden hos flercellede dyr, har mange viktige molekyler som levende organismer er bygget fra - proteiner, deoksyribonukleinsyrer - DNA en spiralformet struktur. Det sanne riket av naturlige skruer er verden av "levende molekyler" - molekyler som spiller en grunnleggende viktig rolle i livsprosesser. Disse molekylene inkluderer først og fremst proteinmolekyler. Det er opptil 10 typer proteiner i menneskekroppen. Alle deler av kroppen, inkludert bein, blod, muskler, sener, hår, inneholder proteiner. Et proteinmolekyl er en kjede som består av individuelle blokker og vridd i en høyrehendt spiral. Det kalles alfahelix. Senefibermolekyler er trippel alfa-helikser. Alfaspiraler vridd flere ganger med hverandre danner molekylære skruer, som finnes i hår, horn og hover. DNA-molekylet har strukturen til en dobbel høyrehendt helix, oppdaget av amerikanske forskere Watson og Crick. Den doble helixen til DNA-molekylet er den viktigste naturlige skruen.

Konklusjon

Alle former i verden er underlagt symmetrilovene. Selv "evigfrie" skyer har symmetri, om enn forvrengt. Fryser på den blå himmelen ligner de maneter som sakte beveger seg i sjøvann, tydelig graviterende mot rotasjonssymmetri, og deretter, drevet av den stigende vinden, endrer de symmetri til å speile en.

Symmetri, som manifesterer seg i et bredt utvalg av objekter i den materielle verden, gjenspeiler utvilsomt dens mest generelle, mest grunnleggende egenskaper. Derfor er studiet av symmetrien til forskjellige naturlige objekter og sammenligningen av resultatene et praktisk og pålitelig verktøy for å forstå de grunnleggende lovene for eksistensen av materie.

Symmetri er likhet i ordets vid forstand. Dette betyr at hvis det er symmetri, vil noe ikke skje, og derfor vil noe definitivt forbli uendret, bevart.

Kilder

1. Urmantsev Yu. A. "Symmetri av naturen og naturen til symmetri." Moskva, Mysl, 1974.

2. V.I. Vernadsky. Kjemisk struktur av jordens biosfære og dens miljø. M., 1965.

3. http://www.worldnatures.ru

4. http://andre referaters

SYMMETRI I LEVENDE NATUR. SYMMETRI OG ASYMMETRI.

Objekter og fenomener av levende natur har symmetri. Det gleder ikke bare øyet og inspirerer poeter til alle tider og folk, men lar levende organismer bedre tilpasse seg miljøet og ganske enkelt overleve.

I levende natur viser de aller fleste levende organismer ulike typer symmetrier (form, likhet, relativ plassering). Dessuten kan organismer med forskjellige anatomiske strukturer ha samme type ytre symmetri.

Ytre symmetri kan fungere som grunnlag for klassifisering av organismer (sfæriske, radielle, aksiale, etc.) Mikroorganismer som lever under forhold med svak tyngdekraft har en uttalt formsymmetri.

Asymmetri er allerede tilstede på nivået av elementære partikler og manifesterer seg i den absolutte overvekt av partikler over antipartikler i vårt univers. Den berømte fysikeren F. Dyson skrev: "De siste tiårenes oppdagelser innen elementærpartikkelfysikk tvinger oss til å være spesielt oppmerksomme på konseptet symmetribrudd. Utviklingen av universet fra dets opprinnelse ser ut som en kontinuerlig sekvens av symmetribrudd.
I øyeblikket da det dukket opp i en storslått eksplosjon, var universet symmetrisk og homogent. Når det avkjøles, brytes den ene symmetrien etter den andre, noe som skaper muligheten for eksistensen av et stadig økende mangfold av strukturer. Fenomenet liv passer naturlig inn i dette bildet. Livet er også et brudd på symmetri."
Molekylær asymmetri ble oppdaget av L. Pasteur, som var den første til å skille "høyrehendte" og "venstrehendte" molekyler av vinsyre: høyrehendte molekyler er som en høyrehendt skrue, og venstrehendte er som en venstrehendt. Kjemikere kaller slike molekyler stereoisomerer. Stereoisomermolekyler har samme atomsammensetning, samme størrelse, samme struktur - samtidig kan de skilles ut fordi de er speilasymmetriske, dvs. objektet viser seg å være ikke-identisk med speildobbelt. 67 Derfor er begrepene "høyre-venstre" her betinget.
Det er nå velkjent at molekylene av organiske stoffer som danner grunnlaget for levende stoffer er asymmetriske i naturen, dvs. De inngår bare i sammensetningen av levende stoffer enten som høyrehendte eller venstrehendte molekyler. Dermed kan hvert stoff være en del av levende materie bare hvis det har en veldig spesifikk type symmetri. For eksempel kan molekylene til alle aminosyrer i enhver levende organisme bare være venstrehendt, sukker - bare høyrehendt.
Denne egenskapen til levende stoffer og dets avfallsprodukter kalles dissymmetri. Det er helt grunnleggende. Selv om høyre- og venstrehendte molekyler ikke kan skilles i kjemiske egenskaper, skiller levende materie ikke bare mellom dem, men tar også et valg. Den avviser og bruker ikke molekyler som ikke har den strukturen den trenger. Hvordan dette skjer er ennå ikke klart. Molekyler med motsatt symmetri er gift for henne.
Hvis en levende skapning befant seg i forhold der all mat var sammensatt av molekyler med motsatt symmetri som ikke samsvarte med dissymmetrien til denne organismen, ville den dø av sult. I livløs materie er det like mange høyre- og venstrehendte molekyler. Dissymmetri er den eneste egenskapen som gjør at vi kan skille et stoff av biogen opprinnelse fra et ikke-levende stoff. Vi kan ikke svare på spørsmålet om hva liv er, men vi har en måte å skille levende fra ikke-levende.
Dermed kan asymmetri sees på som skillelinjen mellom levende og livløs natur. Livsløs materie er preget av overvekt av symmetri; under overgangen fra livløs til levende materie dominerer asymmetri allerede på mikronivå. I levende natur kan asymmetri sees overalt. Dette ble meget treffende bemerket i romanen "Life and Fate" av V. Grossman: "I de store millioner russiske landsbyhyttene er det ikke og kan ikke være to utelt like. Alle levende ting er unike.

Symmetri ligger til grunn for ting og fenomener, og uttrykker noe felles, karakteristisk for ulike objekter, mens asymmetri er assosiert med den individuelle legemliggjørelsen av denne felles tingen i et spesifikt objekt. Analogimetoden er basert på symmetriprinsippet, som innebærer å finne felles egenskaper i forskjellige objekter. Basert på analogier lages fysiske modeller av ulike objekter og fenomener. Analogier mellom prosesser gjør at de kan beskrives med generelle ligninger.

SYMMETRI I PLANTEVERDEN:

Den spesifikke strukturen til planter og dyr bestemmes av egenskapene til habitatet de tilpasser seg og egenskapene til deres livsstil. Ethvert tre har en base og en topp, en "topp" og en "bunn" som utfører forskjellige funksjoner. Betydningen av forskjellen mellom de øvre og nedre delene, samt tyngdekraftens retning, bestemmer den vertikale orienteringen av rotasjonsaksen til "trekjeglen" og symmetriplanene.
Bladene er preget av speilsymmetri. Den samme symmetrien finnes også i blomster, men i dem opptrer ofte speilsymmetri i kombinasjon med rotasjonssymmetri. Det er også hyppige tilfeller av figurativ symmetri (akasiegrener, rognetrær). Det er interessant at i blomsterverdenen er den vanligste rotasjonssymmetri av 5. orden, som er fundamentalt umulig i de periodiske strukturene til livløs natur.
Akademiker N. Belov forklarer dette faktum med at 5. ordens akse er et slags instrument for kampen for tilværelsen, "forsikring mot forsteining, krystallisering, hvis første trinn ville være deres innfangning av et gitter." levende organisme har ikke en krystallinsk struktur i den forstand at selv dens individuelle organer ikke har et romlig gitter. Ordnede strukturer er imidlertid representert veldig bredt i den.

	Honeycomb- et ekte designmesterverk. De består av en rekke sekskantede celler.
Dette er den tetteste emballasjen, som tillater den mest fordelaktige plasseringen av larven i cellen og, med størst mulig volum, den mest økonomiske bruken av byggematerialet - voks.
Bladene på stilken er ikke ordnet i en rett linje, men omgir grenen i en spiral. Summen av alle foregående trinn i spiralen, starter fra toppen, er lik verdien av neste trinn A+B=C, B+C=D osv.
Arrangementet av smerte i hodet til en solsikke eller blader i skuddene til klatreplanter tilsvarer en logaritmisk spiral

SYMMETRI I VERDEN AV INSEKTER, FISKER, FUGLER, DYR

Typer symmetri hos dyr

1-sentral		3-radial	4-bilateral
5-dobbeltstråle	6-translasjonell (metamerisme)		7-translasjons-rotasjon

Symmetriakse. Symmetriaksen er rotasjonsaksen. I dette tilfellet mangler dyr som regel et symmetrisenter. Da kan rotasjon bare skje rundt en akse. I dette tilfellet har aksen oftest poler av ulik kvalitet. For eksempel, i coelenterates, hydra eller sjøanemone, er munnen plassert på den ene stangen, og sålen er plassert på den andre, med hvilken disse ubevegelige dyrene er festet til underlaget (fig. 1, 2,3). Symmetriaksen kan sammenfalle morfologisk med kroppens anteroposteriore akse.

Symmetriplan. Symmetriplanet er et plan som går gjennom symmetriaksen, sammenfaller med det og skjærer kroppen i to speilhalvdeler. Disse halvdelene overfor hverandre kalles antire (anti – mot; mer – del). For eksempel, i Hydra, må symmetriplanet passere gjennom munnåpningen og gjennom sålen. Antimerer av motsatte halvdeler bør ha et like stort antall tentakler rundt hydraens munn. Hydra kan ha flere symmetriplan, hvor antallet vil være et multiplum av antall tentakler. Hos sjøanemoner med et svært stort antall tentakler kan mange symmetriplan tegnes. For en manet med fire tentakler på en bjelle, vil antallet symmetriplan være begrenset til et multiplum av fire. Ctenoforer har bare to symmetriplan - svelg og tentakel (fig. 1, 5). Til slutt har bilateralt symmetriske organismer bare ett plan og kun to speil-antimerer - henholdsvis høyre og venstre side av dyret (fig. 1, 4, 6, 7).

Typer symmetri. Det er bare to hovedtyper av symmetri kjent: rotasjon og translasjon. I tillegg er det en modifikasjon fra kombinasjonen av disse to hovedtypene av symmetri - rotasjons-translasjonssymmetri.

Rotasjonssymmetri. Enhver organisme har rotasjonssymmetri. For rotasjonssymmetri er et vesentlig karakteristisk element antire . Det er viktig å vite, når du snur i hvilken grad, vil kroppens konturer falle sammen med den opprinnelige posisjonen. Minimumsgraden av kontursammenfall er for en kule som roterer rundt symmetrisenteret. Maksimal rotasjonsgrad er 360, når kroppens konturer faller sammen når du dreier med denne mengde.

Hvis et legeme roterer rundt et symmetrisenter, kan mange symmetriakser og symmetriplan trekkes gjennom symmetrisenteret. Hvis et legeme roterer rundt én heteropolar akse, så kan man gjennom denne aksen tegne like mange plan som det er antimerer i den gitte kroppen. Avhengig av denne tilstanden snakker man om rotasjonssymmetri av en viss rekkefølge. For eksempel vil seksstrålede koraller ha sjette-ordens rotasjonssymmetri. Ctenophores har to symmetriplan, og de har annenordens symmetri. Symmetrien til ktenoforer kalles også biradial (fig. 1, 5). Til slutt, hvis en organisme bare har ett symmetriplan og følgelig to antimerer, kalles slik symmetri bilateral eller bilateral (Fig. 1, 4). Tynne nåler strekker seg radialt. Dette hjelper protozoene til å "sveve" i vannsøylen. Andre representanter for protozoene er også sfæriske - stråler (radiolaria) og solfisker med stråleformede prosesser-pseudopodia. "Når vi ser på dem, ser det ut til at disse blondeplexusene ikke er en del av levende skapninger, men de fineste smykkene designet for å dekorere antrekkene av havet

Translasjonssymmetri. For translasjonssymmetri er de karakteristiske elementene metamere (meta – en etter en; mer – del). I dette tilfellet er delene av kroppen ikke plassert speil motsatt av hverandre, men sekvensielt etter hverandre langs hovedaksen til kroppen.

Metamerisme – en av formene for translasjonssymmetri. Det er spesielt uttalt i annelids, hvis lange kropp består av et stort antall nesten identiske segmenter. Dette tilfellet av segmentering kalles homonom (Fig. 1, 6). Hos leddyr kan antallet segmenter være relativt lite, men hvert segment er litt forskjellig fra naboene enten i form eller vedheng (thoraxsegmenter med ben eller vinger, abdominale segmenter). Denne segmenteringen kalles heteronom.

Rotasjons-translasjonssymmetri. Denne typen symmetri har en begrenset utbredelse i dyreriket. Denne symmetrien er preget av det faktum at når du snur i en viss vinkel, beveger en del av kroppen seg litt fremover og hver påfølgende øker størrelsen logaritmisk med en viss mengde. Dermed kombineres rotasjons- og translasjonsbevegelsene. Et eksempel er spiralkammerskallene til foraminiferer, samt spiralkammerskallene til noen blekkspruter (moderne nautilus- eller fossile ammonittskall, fig. 1, 7). Med enkelte forhold kan også ikke-kammerspiralskall av gastropoder inkluderes i denne gruppen.

Hvis du ser på en levende skapning, fanger symmetrien til kroppens struktur umiddelbart oppmerksomheten din. Menneske: to armer, to ben, to øyne, to ører og så videre. Hver dyreart har en karakteristisk farge. Hvis et mønster vises i fargen, speiles det som regel på begge sider. Dette betyr at det er en viss linje langs hvilken dyr og mennesker visuelt kan deles inn i to identiske halvdeler, det vil si at deres geometriske struktur er basert på aksial symmetri. Naturen skaper enhver levende organisme, ikke kaotisk og meningsløst, men i henhold til verdensordenens generelle lover, fordi ingenting i universet har et rent estetisk, dekorativt formål. Tilstedeværelsen av ulike former skyldes også det naturlige behovet

Sentral symmetri i naturen

Symmetri kan finnes overalt hvis du ser nøye på virkeligheten rundt oss. Det finnes i snøflak, blader av trær og urter, insekter, blomster og dyr. Den sentrale symmetrien til planter og levende organismer er fullstendig bestemt av påvirkningen fra det ytre miljøet, som fortsatt former utseendet til innbyggerne på planeten Jorden

1 av 14

Presentasjon om temaet:

Lysbilde nr. 1

Lysbildebeskrivelse:

Lysbilde nr. 2

Lysbildebeskrivelse:

Lysbilde nr. 3

Lysbildebeskrivelse:

Å, symmetri! Jeg synger hymnen din! Å, symmetri! Jeg synger din hymne! Jeg kjenner deg igjen overalt i verden. Du er i Eiffeltårnet, i en liten midge, Du er i et juletre nær en skogssti. Med deg i vennskap er både en tulipan og en rose, Og en snøsverm - skapelsen av frost! Begrepet symmetri er kjent og spiller en viktig rolle i hverdagen. Mange menneskelige kreasjoner får bevisst en symmetrisk form av både estetiske og praktiske årsaker. I gamle tider ble ordet "symmetri" brukt som "harmoni", "skjønnhet". På gresk betyr det faktisk "proporsjonalitet, proporsjonalitet, ensartethet i arrangementet av deler"

Lysbilde nr. 4

Lysbildebeskrivelse:

Lysbilde nr. 5

Lysbildebeskrivelse:

Sentral og aksial symmetri Sentral symmetri - En figur kalles symmetrisk med hensyn til punkt O hvis, for hvert punkt på figuren, hører et punkt symmetrisk med hensyn til punkt O også til denne figuren. Punkt O kalles symmetrisenteret til figuren. Figuren sies også å ha sentral symmetri. Aksial symmetri - En figur kalles symmetrisk med hensyn til linje a hvis for hvert punkt i figuren et punkt symmetrisk med hensyn til linje a også hører til denne figuren. Rett linje a kalles symmetriaksen til figuren. Figuren sies også å ha aksial symmetri.

Lysbilde nr. 6

Lysbildebeskrivelse:

Lysbilde nr. 7

Lysbildebeskrivelse:

Manifestasjonen av symmetri i levende natur Skjønnhet i naturen skapes ikke, men bare registreres og uttrykkes. La oss vurdere manifestasjonen av symmetri fra det "globale", nemlig fra vår planet Jorden. Det faktum at jorden er en ball ble kjent for utdannede mennesker i antikken. Jorden, i hodet til de fleste beleste mennesker før Copernicus-æraen, var universets sentrum. Derfor anså de de rette linjene som går gjennom jordens sentrum for å være universets symmetrisenter. Derfor, selv modellen av jorden - kloden har en symmetriakse.

Lysbilde nr. 8

Lysbildebeskrivelse:

Nesten alle levende vesener er bygget i henhold til symmetrilovene; det er ikke for ingenting at ordet "symmetri" betyr "proporsjonalitet" når det oversettes fra gresk. Nesten alle levende vesener er bygget i henhold til symmetrilovene; det er ikke for ingenting at ordet "symmetri" betyr "proporsjonalitet" når det oversettes fra gresk. Blant blomster er det for eksempel rotasjonssymmetri. Mange blomster kan roteres slik at hvert kronblad tar posisjonen til naboen, blomsten er på linje med seg selv. Minimumsvinkelen for slik rotasjon er ikke den samme for forskjellige farger. For iris er den 120°, for klokkeblomst – 72°, for narcissus – 60°.

Lysbilde nr. 9

Lysbildebeskrivelse:

Det er spiralformet symmetri i arrangementet av blader på plantestengler. Arrangeres i en skrue langs stilken, bladene ser ut til å spre seg i forskjellige retninger og blokkerer ikke hverandre fra lyset), selv om bladene i seg selv også har en symmetriakse I arrangementet av blader på plantestengler, skruesymmetri er observert. Plassert som en skrue langs stilken, ser bladene ut til å spre seg i forskjellige retninger og skjuler ikke hverandre for lyset), selv om bladene i seg selv også har en symmetriakse

Lysbilde nr. 10

Lysbildebeskrivelse:

Med tanke på den generelle planen for strukturen til ethvert dyr, merker vi vanligvis en viss regelmessighet i arrangementet av kroppsdeler eller organer, som gjentas rundt en viss akse eller inntar samme posisjon i forhold til et bestemt plan. Denne regelmessigheten kalles kroppssymmetri. Fenomenene symmetri er så utbredt i dyreverdenen at det er svært vanskelig å indikere en gruppe der ingen symmetri i kroppen kan merkes. Både små insekter og store dyr har symmetri. Med tanke på den generelle planen for strukturen til ethvert dyr, merker vi vanligvis en viss regelmessighet i arrangementet av kroppsdeler eller organer, som gjentas rundt en viss akse eller inntar samme posisjon i forhold til et bestemt plan. Denne regelmessigheten kalles kroppssymmetri. Fenomenene symmetri er så utbredt i dyreverdenen at det er svært vanskelig å indikere en gruppe der ingen symmetri i kroppen kan merkes. Både små insekter og store dyr har symmetri.

Lysbilde nr. 11

Lysbildebeskrivelse:

Manifestasjon av symmetri i livløs natur Krystaller bringer sjarmen til symmetri til den livløse naturens verden. Hvert snøfnugg er en liten krystall av frossent vann. Formen på snøfnugg kan være svært mangfoldig, men de har alle rotasjonssymmetri og i tillegg speilsymmetri. Hva er en krystall? En solid kropp som har den naturlige formen til et polyeder. Salt, is, sand, etc. består av krystaller. Først og fremst la Romeu-Delisle vekt på den riktige geometriske formen til krystaller basert på loven om konstans av vinkler mellom ansiktene deres. Hvorfor er krystaller så vakre og attraktive? Deres fysiske og kjemiske egenskaper bestemmes av deres geometriske struktur. I krystallografi (vitenskapen om krystaller) er det til og med en seksjon kalt "geometrisk krystallografi". I 1867, artillerigeneral, professor ved Mikhailovsky Academy i St. Petersburg A.V. Gadolin avledet strengt tatt matematisk alle kombinasjoner av symmetrielementer som karakteriserer krystallinske polyedre. Totalt er det 32 ​​typer symmetrier av ideelle krystallformer.

Lysbilde nr. 14

Lysbildebeskrivelse:

I århundrer har symmetri forblitt et emne som har fascinert filosofer, astronomer, matematikere, kunstnere, arkitekter og fysikere. De gamle grekerne var helt besatt av det - og selv i dag har vi en tendens til å møte symmetri i alt fra planlegging av plassering av møblene våre til å klippe håret.

Bare husk at når du først innser dette, vil du sannsynligvis føle en overveldende trang til å se etter symmetri i alt du ser.

Brokkoli Romanesco

Kanskje du så Romanesco-brokkoli i butikken og trodde det var nok et eksempel på et genmodifisert produkt. Men faktisk er dette et annet eksempel på naturens fraktale symmetri. Hver brokkolibukk har et logaritmisk spiralmønster. Romanesco ligner i utseende på brokkoli, og i smak og konsistens - på blomkål. Den er rik på karotenoider, samt vitamin C og K, noe som gjør den ikke bare vakker, men også sunn mat.

Honeycomb

I tusenvis av år har folk undret seg over den perfekte sekskantede formen til honningkaker og spurt seg selv hvordan bier instinktivt kunne lage en form som mennesker bare kunne reprodusere med kompass og linjal. Hvordan og hvorfor har bier en lidenskap for å lage sekskanter? Matematikere mener dette er en ideell form som lar dem lagre den maksimale mengden honning som er mulig ved å bruke den minste mengden voks. Uansett, det er et produkt av naturen, og det er forbaska imponerende.

Solsikker

Solsikker har radiell symmetri og en interessant type symmetri kjent som Fibonacci-sekvensen. Fibonacci-sekvens: 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 24, 55, 89, 144, etc. (hvert tall bestemmes av summen av de to foregående tallene). Hvis vi tok oss god tid og telte antall frø i en solsikke, ville vi funnet ut at antall spiraler vokser i henhold til prinsippene i Fibonacci-sekvensen. Det er mange planter i naturen (inkludert Romanesco-brokkoli) hvis kronblader, frø og blader samsvarer med denne sekvensen, og det er derfor det er så vanskelig å finne en kløver med fire blader.

Men hvorfor følger solsikker og andre planter matematiske regler? Som sekskantene i en bikube, er det et spørsmål om effektivitet.

Nautilus skall

I tillegg til planter følger noen dyr, som Nautilus, Fibonacci-sekvensen. Skallet til Nautilus vrir seg inn i en Fibonacci-spiral. Skallet prøver å opprettholde samme proporsjonale form, noe som gjør at det kan opprettholde det hele livet (i motsetning til mennesker, som endrer proporsjoner gjennom hele livet). Ikke alle Nautiluses har et Fibonacci-skall, men de følger alle en logaritmisk spiral.

Før du misunner mattemuslingene, husk at de ikke gjør dette med vilje, det er bare at denne formen er den mest rasjonelle for dem.

Dyr

De fleste dyr har bilateral symmetri, noe som betyr at de kan deles i to identiske halvdeler. Selv mennesker har bilateral symmetri, og noen forskere mener at en persons symmetri er den viktigste faktoren som påvirker oppfatningen av vår skjønnhet. Med andre ord, hvis du har et ensidig ansikt, kan du bare håpe at det blir kompensert av andre gode egenskaper.

Noen går til fullstendig symmetri i et forsøk på å tiltrekke seg en kompis, for eksempel påfuglen. Darwin ble positivt irritert over fuglen, og skrev i et brev at "Synet av halefjærene til en påfugl, når jeg ser på den, gjør meg kvalm!" For Darwin virket halen tungvint og ga ingen evolusjonær mening, siden den ikke passet med hans teori om «survival of the fittest». Han var rasende helt til han kom med teorien om seksuell seleksjon, som sier at dyr utvikler visse trekk for å øke sjansene for parring. Derfor har påfugler forskjellige tilpasninger for å tiltrekke seg en partner.

Web

Det er omtrent 5000 typer edderkopper, og de skaper alle et nesten perfekt sirkulært nett med radielle støttetråder på nesten like avstander og spiralnett for å fange byttedyr. Forskere er ikke sikre på hvorfor edderkopper liker geometri så mye, ettersom tester har vist at en rund vev ikke vil lokke mat bedre enn en uregelmessig formet vev. Forskere teoretiserer at radiell symmetri jevnt fordeler slagkraften når byttedyr fanges i nettet, noe som resulterer i færre brudd.

Kornsirkler

Gi et par lure et brett, klippere og mørkets sikkerhet, og du vil se at folk også lager symmetriske former. På grunn av kompleksiteten i designet og den utrolige symmetrien til kornsirkler, selv etter at skaperne av sirklene tilsto og demonstrerte ferdighetene sine, tror mange fortsatt at de ble laget av romvesener.

Etter hvert som sirklene blir mer komplekse, blir deres kunstige opphav stadig tydeligere. Det er ulogisk å anta at romvesener vil gjøre meldingene deres stadig vanskeligere når vi ikke engang kunne tyde de første.

Uansett hvordan de ble til, er kornsirkler en fornøyelse å se på, hovedsakelig fordi geometrien deres er imponerende.

Snøfnugg

Selv små formasjoner som snøfnugg er styrt av symmetrilovene, siden de fleste snøfnugg har sekskantet symmetri. Dette skjer delvis på grunn av måten vannmolekyler stiller opp når de størkner (krystalliserer). Vannmolekyler blir faste ved å danne svake hydrogenbindinger, de justeres i et ryddig arrangement som balanserer tiltreknings- og frastøtningskreftene, og danner den sekskantede formen til et snøfnugg. Men samtidig er hvert snøfnugg symmetrisk, men ikke ett snøfnugg er likt det andre. Dette skjer fordi når hvert snøfnugg faller ned fra himmelen, opplever det unike atmosfæriske forhold som får krystallene til å ordne seg på en bestemt måte.

Galaksen Melkeveien

Som vi allerede har sett, eksisterer symmetri og matematiske modeller nesten overalt, men er disse naturlovene begrenset til planeten vår? Åpenbart ikke. En ny del ved kanten av Melkeveisgalaksen er nylig oppdaget, og astronomer mener at galaksen er et nesten perfekt speilbilde av seg selv.

Sol-måne symmetri

Tatt i betraktning at Solen har en diameter på 1,4 millioner km og Månen er 3474 km i diameter, virker det nesten umulig at Månen kan blokkere sollys og gi oss omtrent fem solformørkelser hvert annet år. Hvordan virker dette? Tilfeldigvis, mens solen er omtrent 400 ganger bredere enn månen, er solen også 400 ganger lenger unna. Symmetri sikrer at solen og månen er like store når de sees fra jorden, slik at månen kan skjule solen. Selvfølgelig kan avstanden fra jorden til solen øke, og det er derfor vi noen ganger ser ringformede og delvise formørkelser. Men hvert til annet år skjer en nøyaktig justering, og vi er vitne til en spektakulær hendelse kjent som en total solformørkelse. Astronomer vet ikke hvor vanlig denne symmetrien er blant andre planeter, men de tror den er ganske sjelden. Vi bør imidlertid ikke anta at vi er spesielle, da det hele er et spørsmål om tilfeldigheter. For eksempel, hvert år beveger månen seg omtrent 4 cm fra jorden, noe som betyr at for milliarder av år siden ville hver solformørkelse ha vært en total formørkelse. Hvis ting fortsetter slik, vil totale formørkelser til slutt forsvinne, og dette vil bli ledsaget av at ringformørkelser forsvinner. Det viser seg at vi rett og slett er på rett sted til rett tid for å se dette fenomenet.