
【化】 symmetry
對稱性(Symmetry)是跨學科的核心概念,指物體、系統或規律在特定變換下保持不變的性質。在漢英詞典中,對稱性對應英文"symmetry",定義為"the quality of being made up of exactly similar parts facing each other or around an axis"(牛津高階英英雙解詞典第10版。
從數學視角,對稱性表現為幾何圖形經旋轉、反射或平移後保持形态不變,其嚴格定義依賴于群論(Group Theory)。例如圓具有無限旋轉對稱性,可用公式$f(x,y)=x²+y²=r²$描述。
物理學中,諾特定理揭示對稱性與守恒定律的對應關系:時間平移對稱性對應能量守恒,空間平移對稱性對應動量守恒(斯坦福哲學百科,2023。生物學則關注形态對稱性,如人體左右對稱、放射對稱的海星,這種特性被《自然》期刊列為生物進化的重要適應策略。
現代跨學科研究擴展了這一概念,晶體學中的布拉維晶格、計算機科學的加密算法(如RSA非對稱加密)、藝術構圖原理均建立在對對稱性的深刻理解之上(TermWiki術語庫。
對稱性是描述物體、系統或規律在某種變換下保持不變性的普遍概念,廣泛存在于數學、物理、生物學、藝術等領域。以下是其核心解釋:
對稱性指某個對象或規律經過特定操作(如旋轉、反射、平移等)後,其形态或性質保持不變。例如:
數學
物理學
化學與生物學
藝術與設計
當系統因外部條件變化失去原有對稱性時,稱為對稱性破缺,例如:
對稱性反映了自然界的簡潔與和諧,是科學家探索規律的重要指引。愛因斯坦曾指出:“對稱性決定相互作用”,其重要性可見一斑。
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