Собрать и изучить как можно больше литературы о физике. Сделать выводы. Оформить свои исследования в электронном виде.

Под симметрией,если вернуться к первоначальному значению этого понятия- «соразмерность» в физике,понимают не только неизменность предметов,но и физических явлений в любой точке пространства в любой момент отсчёта времени. Самая простая симметрия в физике проявляется в однородности и изотропности (эквивалентность всех направлений) пространства. Это означает, что любой физический прибор- часы, телевизор, телефон- должен работать одинаково в разных точках пространства, если не изменяются окружающие физические условия.

Эти замечательные свойства пространства использовались уже в глубокой древности, когда геометрия Евклида применялась на практике. Ведь геометрия как практическая наука имеет смысл только в том случае, если свойства геометрических фигур не меняются при их повороте и одинаковы во всех районах Земли.

Измерения показали, что геометрические теоремы, применяемые к реальным физическим объектам, действительно, выполняются с колоссальной точностью для тел любого размера, в каком бы месте мы их ни проверяли и как бы не поворачивали тела. Одно из таких измерений было сделано в 1820 г. известным немецким математиком К.Гауссом, который проверил, не отклоняется ли геометрия нашего мира для больших размеров от евклидовой, определяя свойства треугольника, образованного вершинами трех гор. Сейчас известно, что на масштабах Вселенной и вблизи тяжелых масс геометрия отличается от евклидовой. Но это очень малые поправки, далеко за пределами точности измерений Гаусса.

Не только геометрические свойства, но и вообще все физические явления не зависят от перемещений или поворотов. Итак, физические законы инвариантны (неизменны) относительности перемещений и поворотов. Это проявление симметрии пространства (одно - родность и изотропность) облегчает выводы уравнений физики и придает им более стройный вид. Еще одна важная симметрия – однородность времени. Все физические процессы протекают одинаково, когда бы они ни начались. Электроны в атомах далёких звёзд движутся в том же ритме, что и на Земле, - частота испускаемого ими света такая же, несмотря на то, что свет был испущен миллиарды лет тому назад, Законы природы не изменяются и от замены направления течения времени на обратное. Это означает, что взгляд назад являет талую же картину, как взгляд вперёд.

Симметрия, связанная с изменением направления течения времени, - приближённая симметрия. Природа нарушения инвариантности относительно обращения времени пока неизвестна, и даже неясно, какие взаимодействия нарушают эту инвариантность. Существует, кроме того, зеркальная симметрия- волчок, закрученный направо, ведёт тебя так же, как закручено налево, единственная разница в том, что фигуры движения правого волчка будет зеркальным отражением фигур левого. Существует зеркально асимметричные молекулы, но, если они образуются в одинаковых условиях, число левых молекул равно числу правых. Зеркальная симметрия явлений природы неточная, как и большинство симметрий.

Важнейшая симметрия, оказавшая влияние на всю современную физику, была обнаружена в начале ХХ в. Уже Г.Галилей открыл замечательное свойство механических движений: они не зависят от того, в какой системе координат их изучат, в равномерно движущейся или в неподвижной.

Но самый важный шаг сделал А. Эйнштейн, обнаруживший, что симметрия пространства – времени всеобщая, что не только электродинамика, но и все явления природы – физические, химические, биологические – не изменяются относительно поворотов в пространстве – времени, т.е. в пространстве, в котором кроме трёх обычных координат есть ещё одна – временная. Ему удалось это сделать после глубокого и не сразу понятного современниками пересмотра привычных представлений о пространстве и времени.

Нидерландский физик Х.Лоренц в 1904 г. доказал, что таким свойством обладают и электродинамические явления, причём не только для малых скоростей, но и тел, двигающихся со скоростью, близкой к скорости света. При этом выяснилось, что скорость заряженных тел не может превышать скорости света.

Таким образом, все симметрии, которые мы до сих пор рассматривали, объединяются в одну, всеобщую – все явления природы инварианты относительно сдвигов, поворотов и отражений в четырёхмерном пространстве – времени. Важнейшее следствие симметрии состоит в том, что каждой симметрии, как внутренней, так и пространственной, соответствует свой закон сохранения. В частности, закон сохранения энергии есть строгое следствие однородности времени, а закон сохранения импульса ( количества движении) следует из однородности пространства.

Таким образом, симметрия – это фундаментальное свойство природы, с которым связаны законы сохранения энергии, количества движения, свойства элементарных частиц, строение атомов и молекул, структуры кристаллов.

Настольный справочник школьника 5 – 11класс,Санкт - Петербург «Весь» 2006г. Кто есть кто в мире, Москва, ОЛМЕ- ПРЕСС Образование 2004 г. Интернет ресурсы: