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指圖形或物體對某個點、直綫或平面而言,在大小、形狀和排列上具有一一對應關係。如人體、船、飛機的左右兩邊,在外觀上都是對稱的。 |
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我國的建築,…絶大部分是對稱的 |
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指第二人稱。 朱自清 《你我》:“利用呼位,將他稱與對稱拉在一塊兒。” |
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物體或圖象對某一點、直綫或平面而言,在大小、形狀和排列上相互對應。 洪深 《戲劇導演的初步知識》:“畫面構成的第一條原則是‘對稱’:左右相等,不偏不倚。” |
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學科:結晶學
詞目:對稱
英文:symmetry
釋文:物體或圖形在某種變換條件(例如繞直綫的旋轉、對於平面的反映,等等)下,其相同部分間有規律重複的現象,亦即在一定變換條件下的不變現象
《對稱》是舉世聞名的大手筆小册子,是作者大學退休前“唱出的一支天鵝麯”,它由普林斯頓大學出版社將外爾(C.H.H.Weyl,曾譯作魏爾或者凡爾)退休前的係列講座匯編而成書。據說許多百科全書的“對稱”條目都將外爾的這部小書列為主要參考文獻。可以肯定的是,楊振寧1962年出版的《原子物理中某些發現的小史》(中譯本為《基本粒子發現簡史》,上海科學技術出版社1963年出版)引用過(譯名為凡爾),楊先生引的那句話“不對稱很少僅僅由於對稱的不存在”,已成為深刻的哲理名言。我寫《分形藝術》時,也裝潢門面,把外爾和楊先生的話一並引了。在自然科學和數學上,對稱意味着某種變換下的不變性,即“組元的構形在其自同構變換群作用下所具有的不變性”,通常的形式有鏡像對稱(左右對稱或者叫雙側對稱)、平移對稱、轉動對稱和伸縮對稱等。物理學中守恆律都與某種對稱性相聯繫。在日常生活中和在藝術作品中,“對稱”有更多的含義,常代表着某種平衡、比例和諧之意,而這又與優美、莊重聯繫在一起。外爾的書首先用一章講鏡像對稱,涉及手性諸問題,有十分豐富的內容。大傢也許還記得,去年諾貝爾化學奬奬勵的課題主要是“手性分子催化”問題。如今,手性藥物在藥品市場占有相當的份額,有機分子手性對稱性已經是相當實用和熱門的話題。這裏面仍然遺留下許多基本的問題沒有解答,比如生命基本物質中的氨基酸、核酸的高度一致性的手性(即手性對稱破缺)是如何起源的?植物莖蔓的手性纏繞是由什麽决定的?同種植物是否可能具有不同的手性? 左右對稱在建築藝術中有大量應用,但是人們也註意到完全的左右對稱也許顯得太死板,建築設計者常用某種巧妙的辦法打破嚴格的左右對稱,如通過園林緑化或者通過立面前的雕塑或者廣場非對稱佈局,有意打破嚴格的對稱。通常,嚴格左右對稱的建築,都盡可能放在了具有非對稱的周圍環境之中。 公衆可能較感興趣的是作者對摩爾文化、埃及和中國實際裝飾藝術品中對稱性的分析。在二維裝飾圖案中,總共有17種本質上不同的對稱性。作者說,在古代的裝飾圖案中,尤其是古埃及的裝飾物中,能夠找到所有17種對稱性圖案。到了19世紀,有了變換群的概念以後,人們纔從理論上搞明白衹有17種可能性(波利亞的證明),而古人確實窮盡了所有這些可能。外爾有一句話特別值得註意:“雖然阿拉伯人對數字5進行了長期的摸索,但是他們當然不能在任何一個有雙重無限關聯的裝飾設計中,真正嵌入一個五重中心對稱的圖案。然而,他們嘗試了各種容易讓人上當的折衷方案。我們可以這樣說,他們通過實踐證明了在飾物中使用五邊形是不可能的。”(pp.102-103)這一論述非常關鍵,阿拉伯裝飾藝術的確時常費力地嘗試使用五次旋轉對稱。連續裝飾圖案中嵌入五次對稱圖元的麻煩之處在於,五次對稱要涉及黃金分割,安排下一個五邊形,則周圍需要作復雜的調整,這要比安排三角形、四邊形和六邊形的情況復雜得多。《對稱》還用相當篇幅講晶體點陣的對稱性,我當年學過結晶學和礦物學,知道這是相當復雜的事情,現依稀記得32種單形和230種空間群的數字,具體內容已經想不清楚了。外爾的處理當然並非想具體展示各種可能的晶格對稱性,書中討論得相當簡略,這也給普通諸者閱讀造成了睏難。要想真正搞明白230種空間群,還真要讀地質學的圖書《結晶學與礦物學》。
一般指圖形和形態被點、綫或平面區分為相等的部分而言。在生物形態上主要的對稱分為下列各種:(1)輻射對稱:與身體主軸成直角且互為等角的幾個軸(輻射軸)均相等,如果通過輻射軸把含有主軸的身體切開時,則常可把身體分為顯鏡像關係的兩個部分。例如海星可見有五個輻射軸。另外在高等植物的莖和花等,也常具有輻射對稱的結構;(2)雙輻射對稱:衹有兩個輻射軸,彼此互成直角,形式上可以把它看成是從輻射對稱嚮左右對稱的過渡型(例如櫛水母);(3)左右對稱:或稱兩側對稱,是僅通過一個平面(正中矢面)將身體分為互相顯鏡像關係的兩個部分(例如脊椎動物的外形)。在正中矢面內由身體前端至後端的軸稱為頭尾軸或縱軸,這個軸與身體長軸大都一致。在正中矢面內與頭尾軸成直角並通過背腹的軸為背腹軸或矢狀軸。還有與正中矢面成直角的軸稱正中側面軸(或內外軸)、該軸夾着正中矢面,彼此相等且具有方向相反的極性,如果將兩側的正中側面軸合起來看成為一軸時,則稱為橫軸。在輻射對稱中,如相當於海星的一根足的同型部分,稱為副節(paramere),副節其本身成兩側對稱。一般兩側對稱的每一半為與同一軸相關而極嚮相反的同型部分,此稱為對節或體輻。副節、對節等的同型部分,一般來看,僅相互方向不同,可認為這是與對外界的關係相同有着密切的聯繫。所以在個體發生或係統發生過程中其生活方式變化時,而與之相關的對稱類型也時有變化。例如棘皮動物在自由運動的幼體期具有左右對稱的體製,在接近靜止生活的成體,則顯有輻射對稱的體製。再如比目魚等左右體側可成為二次的背腹關係。把無對稱的關係稱為非對稱(asy-metry),其中具有規則形態的在生物界可廣泛見到的有蠃旋性。此外還有即使外形上表現對稱,但與外界無直接關係的內臟,基本既可表現為對稱的,也有不少由於形態變形而表現為不對稱的。
輻射對稱動物 Radiata是左右對稱動物的對應詞。顧維爾(G.L.Cuv-ier)把大部分的棘皮動物、腔腸動物、海綿動物、扁形動物及滴蟲類命名為輻射對稱動物。馮·西波德(K.T.von Siebold)把棘皮動物、腔腸動物、海綿動物總稱為輻射對稱動物。以後,被命名為腔腸動物(有時也包括棘皮功物)。 |
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對稱
symmetry
由反射和旋轉復合成的對稱(有界圖形的簡單對
稱均屬此類),還有平移對稱是很有趣的,並且是自
然科學、藝術等的諸多領域中的一個研究課題,等
等.例如,一個扭麯(t認七t)或蠃旋對稱是由關於一
個軸經過某個角的旋轉與沿着那個軸的平移復合而成
的,這是在研究植物葉子排列時觀察到的(見圖6).
對稱性作為製作刺綉與裝飾品的一種手法而被廣泛地
傳播(具有一個或多個平移對稱與反射的復合的平面
圖形,見圖7, 8).
墓夔
圖7
覆
圖8
【補註1十分一般地,令G是一個作用在一個集合X
上的群(例如,G可以是R”的Euclid運動群,X可
以是R”中在Euclid運動下封閉的幾何圖形的某個
集合).對於每一個x任X,迷嚮子群(isotropy sub-
腳up)G二={g任G:gx=x}是x的對稱群(syn刀拙-
tryg刀uP).
具有唯一平移軸的平移對稱性藴涵關於平面的對稱
性,這個陳述對一般情形不正確.
對稱[卿.價州叮;e“MMe,“,]
l)一個改變定嚮的對合正交變換(對合變換
是實施兩次則産生恆等變換的變換).例如,空
間內關於一平面“(或平面內關於一直綫“)的一個辱
射(祀n巴瀋沁n)是一個對稱,在它之下每一點M映射
到一點M‘,使得綫段MM‘垂直於平面:(直綫a)
且被它平分.:(a)稱為對稱平面(plane)(軸(畫s”
(見圖1).任何正交變換或等距是有限個反射的復
碑乙‘
2)對稱是一個幾何圖形中的如下性質:在某個
變換群G的作用下,中被映射到自身上,這個群稱
為中的對稱群(group ofs丫rn帳tr姆s).這樣,對稱反
映一個圖形形狀的某種正則性,即它在群G中的變換
的作用下的不變性.例如,小是一個平面圖形,使得
關於某點O旋轉一個3印”/。(。是一個整數)的角時
映到自身上,那麽小有一個n階對稱,且O稱為對
稱中心(centi℃)(見圖2),這裏G是n階的循環
群.一個圓有無限階的對稱(因為它旋轉任何角後均
映到自身上).
刀匆l,I’蒸
圖l圖2
空間對稱的其他的簡單形式如下:
a)關於一直綫的n階對稱(s”泊此仰oforder
n).這裏圖形關於某直綫(對稱軸)旋轉3印“/”角
而映到自身上.例如,如果一個平面圖形關於一直綫
AB是對稱的,則在空間裏它有這直綫作為軸的2階
對稱.立方體有直綫AB作為軸的3階對稱,且有
直綫CD作為軸的4階對稱(見圖3).一般地,正
正則與半正 |
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- : symmetry, symmetric
- n.: balun, contrast, symmetrical, exact match in size and shape between the two halves of sth
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- n. symétrie
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平衡, 站穩 |
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對稱化 | 對稱軸 | 非對稱 | 軸對稱 | 對稱性 | 對稱的 | 對稱點 | 使對稱 | 對稱地 | 反對稱 | 不對稱 | 準對稱 | |
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