为什么生命都是对称的（百科我们为什么喜欢）

为什么生命都是对称的（百科我们为什么喜欢）雾窗寒对遥天暮；暮天遥对寒窗雾。或是下面这样的回文对联：什么是对称呢？当你把一个东西沿着某条线折一下，左右两边完全重合，这就是一种对称，叫做轴对称（如图2(a)）；或者你把一个东西转一定角度后，它如果还和原来一样，这也是一种对称，叫中心对称（如图2(b)）；亦或你把左手放在镜子前，镜子里看到的那只“手”和你的右手一样，这同样是一种对称，叫做镜像对称（如图2(c)）……这些都是我们在生活当中很常遇到的“对称”。其实，观察我们身边的各种东西，大到火箭、飞机、汽车、轮船，小到日用百货、生活装饰，到处都能找到“对称”的元素，甚至我们的语言当中，也能找到有趣的对称——回文。如“上海自来水来自海上”“山东落花生花落东山”“西湖垂柳丝柳垂湖西”这样的回文句子，正读反读完全一样，就是一种有趣的对称。

许多人开始认识和学习我们周围的世界，是从玩不同形状的积木开始的。今天，让我们暂时放下各种各样的“杂念”，回到孩提时最本真的自己，用一颗“初心”观察以下三个最简单的基本图形，看看哪个图形是你最喜欢或者觉得最“美”的呢？哪个又是你最不喜欢或是觉得“不好看”呢？

图1：简单形状的“审美”

这当然不是一件有标准答案的事，每个人都可能有自己的不同看法。不过，据笔者对身边朋友的小调查，大多数人会认为圆形是最美的图形，而不喜欢最右侧不规则图形的人，同样占绝大多数。这很有可能源自于人类与生俱来的一种审美偏好——对称。

图2：生活中常见的对称

什么是对称呢？当你把一个东西沿着某条线折一下，左右两边完全重合，这就是一种对称，叫做轴对称（如图2(a)）；或者你把一个东西转一定角度后，它如果还和原来一样，这也是一种对称，叫中心对称（如图2(b)）；亦或你把左手放在镜子前，镜子里看到的那只“手”和你的右手一样，这同样是一种对称，叫做镜像对称（如图2(c)）……这些都是我们在生活当中很常遇到的“对称”。

其实，观察我们身边的各种东西，大到火箭、飞机、汽车、轮船，小到日用百货、生活装饰，到处都能找到“对称”的元素，甚至我们的语言当中，也能找到有趣的对称——回文。

如“上海自来水来自海上”“山东落花生花落东山”“西湖垂柳丝柳垂湖西”这样的回文句子，正读反读完全一样，就是一种有趣的对称。

或是下面这样的回文对联：

雾窗寒对遥天暮；暮天遥对寒窗雾。

又：花落正啼鸦；鸦啼正落花。

又：袖罗垂影瘦；瘦影垂罗袖。

又：风剪一丝红；红丝一剪风。

还有这首不论从第一个字开始正着读或是从最后一个字开始倒着读都独立成诗的回文诗：

《题金山寺》

潮随暗浪雪山倾，远浦渔舟钓月明。

桥对寺门松径小，巷当泉眼石波清。

迢迢远树江天晓，蔼蔼红霞晚是晴。

遥望四山云接水，碧峰千点数鸥轻。

注：此诗作者有些争议，一说是唐人徐夤，也有说是宋人周知微或苏轼。

从这些生动、精巧、智慧的句子，不仅让人感受到妙趣横生的审美愉悦，也触发了笔者更深入的思考。对称真的只是我们人类的偏好吗？

如果说诗词歌赋中的“对称”，火箭、飞机、汽车、轮船、家具、家电、日用百货等人造的东西中的“对称”，可能是源自于人类对“对称”的某种文化上的偏好。那让我们再观察一下大自然：大自然中的飞禽走兽、花鸟鱼虫，甚至我们人类自己，也都普遍存在“对称”的特征，而且似乎越“高级”的生命体对称性就越高。

这世界上并没有某位主宰大自然的“神仙”，那么大自然中的“对称”应该也不是因为这位“神仙”主观上觉得“对称”的东西比较漂亮。大自然对“对称”的偏好，应该是基于自然规律的。比如对动物来说，对称是一种非常有利于运动的特征，体型更对称的动物往往就能跑得更快，更容易躲避天敌的捕猎而存活下来，在自然选择中获得一定的优势。经过这样的自然选择过程，越高级的生命似乎在对称方面也表现得越好。

我们人类对“对称”的审美“偏好”，背后其实是大自然的法则，而且是相当于自然“宪法”的最根本、最重要的法则。

二十世纪初，著名的女性数学家、理论物理学家艾米·诺特女士提出“诺特定理”，证明了我们这个宇宙的那些“天条”——守恒律，每一条都对应着一种对称性。比如运动定律的空间平移对称性导致动量守恒定律（两个球碰撞的遵循的规律在一楼和在五楼一样），时间平移对称性导致能量守恒定律（今天和明天的物理规律一样），空间旋转对称性导致角动量守恒定律等等（地球另一头和我们方向反着的地方物理规律也一样）…… 今天的物理学家们无论是探究广袤的宇宙还是微观的量子世界，对称性都是最基本的指导原则之一。

当我们对“对称”有了更深入的认识，再回头去读前面精巧的回文诗，不知您有没有生出“思飘云物动，律中鬼神惊”的震撼？有没有感受到与自然规律的共鸣？

来源：科普时报

作者：陈征

编辑：吴桐

审核：王飞

图片来源于网络

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