Почему симметрия становится действительно интересной тогда, когда она нарушена?

by InfoBoom
Почему симметрия становится действительно интересной тогда, когда она нарушена?

Гипотетический инопланетный посетитель, посланный для наблюдения за всей человеческой культурой - искусством и архитектурой, музыкой и медициной, рассказом историй и наукой, быстро пришел к выводу, что наш вид одержим узорами. Сады Англии 18-го века, народные сказки средневековой Германии и традиционные ткани цивилизации майя имеют мало общего, но каждый из них привлекает своей эстетикой, состоящей из меньших, идентичных частей, расположенных в гармоничном целом. 

Не случайно наша Вселенная полна симметрии. Зеркальная симметрия величественно отражает внешнюю форму многих существ - от бабочек до людей. На более глубоком уровне сами законы Вселенной являются следствием ее симметрии. Простой, но глубокий пример в новаторской работе немецкого математика Эмми Нётер доказывает то, что законы сохранения, которые являются вездесущими в физике, на самом деле являются проявлениями симметрии Вселенной. Энергия сохраняется, потому что законы физики такие же, как и тысячелетия назад; импульс сохраняется, потому что он такой же, как на Плутоне.

Как в искусстве, так и в науке, совершенно симметричные узоры могут быть монотонными. Действительно, есть предположение, что симметрия противоположна информации. Если бы я нарисовал вам одно крыло бабочки, вы могли бы с легкостью набросать другую. Поскольку недостающие части могут быть легко восстановлены, они не содержат никакой новой информации.

Если, наоборот, мы хотим представлять или хранить новую информацию, то нам нужно найти способы разбить симметрию, чтобы кодировать наши данные. Если последовательные палки в заборной ограде каким-то образом отличались - скажем, если бы каждая из них была либо белой, либо синей в случайном порядке - то симметрия была бы потеряна. 


На самом деле нарушение симметрии является фундаментом для Вселенной и для нашего взгляда на неё.


Концепция нарушения симметрии - это не просто по-настоящему красивая идея; она имеет практическое применение. Возвращаясь к материаловедению, выясняется, что симметрия, необходимая для создания определенной функциональности, почти всегда является правильным видом нарушения симметрии. 

Для создания электрического или магнитного упорядочения, или того и другого, необходимо определенное количество асимметрии. 

Достигаем ли мы на практике асимметрии в дизайне? Есть два основных предположения. Во-первых, мы должны убедиться, что симметрия, которую мы хотим сломать, по своей сути неустойчива. Рассмотрим шар для пинг-понга на мексиканском сомбреро. Наиболее симметричное балансирование прямо посередине, но это положение очень неустойчиво. Мяч будет скатываться в край в том или ином направлении, спонтанно нарушая симметрию.

Как и дизайн, рассказ историй - это нарушение шаблонов. В сказках мы, скорее всего, встретим трех медведей, трех свиней или трех сыновей; в современную эпоху прочный шаблон включает в себя трех главных героев; комики, импровизаторы и сценаристы говорят о "правиле трех". Почему именно эта навязчивая идея с номером три? Ответ прост: в первый раз что-то происходит; во второй раз происходит нечто подобное, устанавливая шаблон; но в третий раз, происходит что-то другое, тем самым нарушая шаблон. Первые два сына короля приходят к неудачному концу, в то время как третий убивает дракона, женится на принцессе и с тех пор живёт счастливо. В третьем номере нет ничего волшебного, но поскольку шаблон должен иметь по крайней мере два элемента, серия из трех является наиболее эффективным способом установления и разрушения симметрии. 


На определенном уровне абстракции, как в науке, так и в искусстве, нарушение симметрии создает концептуальное пространство для интересных вещей. Образцы могут быть привлекательными, но от древних саг до современных технологий они являются наиболее интересными, полезными и открытыми, когда они нарушены.

Источник

Автор/переводчик - Анжелика Пехметова

Специально для канала - InfoBoom

April 24, 2018
by InfoBoom