Le mot « symétrie » vient du grec συμμέτρια - proportionnalité. Un objet ou un processus est dit symétrique si, après une transformation, il coïncide avec lui-même.
Instructions
Étape 1
Si un objet soumis à la réflexion d'un miroir ne change pas d'apparence, alors il présente une symétrie bilatérale (bilatérale). Par exemple, les corps des humains et de la plupart des vertébrés sont à symétrie bilatérale, le plan de symétrie s'étendant le long de la colonne vertébrale.
Étape 2
Si un objet peut être tourné à 360 ° autour d'une certaine ligne droite et qu'après cette opération, il coïncide avec lui-même avant la rotation, une telle ligne droite est appelée axe de symétrie de l'ordre n.
Certains corps géométriques, par exemple un cylindre et un cône, ont un axe de symétrie d'ordre infini - ils peuvent être tournés autour de cet axe à n'importe quel angle arbitraire, et ils coïncideront avec eux-mêmes. Cette symétrie est appelée axiale.
Étape 3
Dans la nature inanimée, on trouve souvent des axes de symétrie des deuxième, troisième, quatrième, sixième et autres ordres, mais la symétrie du cinquième ordre n'est presque jamais rencontrée. Dans la nature vivante, au contraire, il est répandu - il est possédé par de nombreuses plantes, ainsi que par des animaux de l'ordre des échinodermes (étoiles de mer, oursins, concombres de mer, etc.).
Étape 4
Les symétries géométriques peuvent être combinées entre elles. Par exemple, si un objet est symétrique par rapport à deux plans non appariés, alors ces plans doivent se croiser et la ligne de leur intersection sera l'axe de symétrie du même objet.
Les observations de combinaisons de symétries ont conduit le scientifique français Évariste Galois à la création de la théorie des groupes - l'une des branches importantes des mathématiques.
Étape 5
En physique, on parle plus souvent de symétrie des processus que des objets. Un processus est dit symétrique par rapport à une transformation particulière si l'équation qui le décrit reste inchangée (invariante) après une telle transformation.
Étape 6
Le théorème de Noether, prouvé en 1918, stipule que toute symétrie continue des processus physiques correspond à sa propre loi de conservation, c'est-à-dire une certaine quantité qui ne change pas dans les interactions symétriques. Par exemple, la symétrie par rapport au décalage dans le temps conduit à la loi de conservation de l'énergie, et la symétrie par rapport au décalage dans l'espace conduit à la loi de conservation de la quantité de mouvement.
Étape 7
Les physiciens attachent une importance particulière à la brisure spontanée de la symétrie. Une telle violation, lorsqu'elle est découverte, conduit à un approfondissement de notre connaissance de l'univers. Par exemple, en raison d'une rupture de symétrie dans l'une des expériences avec des particules élémentaires, un neutrino a été théoriquement découvert, puis l'existence de cette particule a été confirmée en pratique.
