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指图形或物体对某个点、直线或平面而言,在大小、形状和排列上具有一一对应关系。如人体、船、飞机的左右两边,在外观上都是对称的。 |
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我国的建筑,…绝大部分是对称的 |
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指第二人称。 朱自清 《你我》:“利用呼位,将他称与对称拉在一块儿。” |
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物体或图象对某一点、直线或平面而言,在大小、形状和排列上相互对应。 洪深 《戏剧导演的初步知识》:“画面构成的第一条原则是‘对称’:左右相等,不偏不倚。” |
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学科:结晶学
词目:对称
英文:symmetry
释文:物体或图形在某种变换条件(例如绕直线的旋转、对于平面的反映,等等)下,其相同部分间有规律重复的现象,亦即在一定变换条件下的不变现象
《对称》是举世闻名的大手笔小册子,是作者大学退休前“唱出的一支天鹅曲”,它由普林斯顿大学出版社将外尔(C.H.H.Weyl,曾译作魏尔或者凡尔)退休前的系列讲座汇编而成书。据说许多百科全书的“对称”条目都将外尔的这部小书列为主要参考文献。可以肯定的是,杨振宁1962年出版的《原子物理中某些发现的小史》(中译本为《基本粒子发现简史》,上海科学技术出版社1963年出版)引用过(译名为凡尔),杨先生引的那句话“不对称很少仅仅由于对称的不存在”,已成为深刻的哲理名言。我写《分形艺术》时,也装潢门面,把外尔和杨先生的话一并引了。在自然科学和数学上,对称意味着某种变换下的不变性,即“组元的构形在其自同构变换群作用下所具有的不变性”,通常的形式有镜像对称(左右对称或者叫双侧对称)、平移对称、转动对称和伸缩对称等。物理学中守恒律都与某种对称性相联系。在日常生活中和在艺术作品中,“对称”有更多的含义,常代表着某种平衡、比例和谐之意,而这又与优美、庄重联系在一起。外尔的书首先用一章讲镜像对称,涉及手性诸问题,有十分丰富的内容。大家也许还记得,去年诺贝尔化学奖奖励的课题主要是“手性分子催化”问题。如今,手性药物在药品市场占有相当的份额,有机分子手性对称性已经是相当实用和热门的话题。这里面仍然遗留下许多基本的问题没有解答,比如生命基本物质中的氨基酸、核酸的高度一致性的手性(即手性对称破缺)是如何起源的?植物茎蔓的手性缠绕是由什么决定的?同种植物是否可能具有不同的手性? 左右对称在建筑艺术中有大量应用,但是人们也注意到完全的左右对称也许显得太死板,建筑设计者常用某种巧妙的办法打破严格的左右对称,如通过园林绿化或者通过立面前的雕塑或者广场非对称布局,有意打破严格的对称。通常,严格左右对称的建筑,都尽可能放在了具有非对称的周围环境之中。 公众可能较感兴趣的是作者对摩尔文化、埃及和中国实际装饰艺术品中对称性的分析。在二维装饰图案中,总共有17种本质上不同的对称性。作者说,在古代的装饰图案中,尤其是古埃及的装饰物中,能够找到所有17种对称性图案。到了19世纪,有了变换群的概念以后,人们才从理论上搞明白只有17种可能性(波利亚的证明),而古人确实穷尽了所有这些可能。外尔有一句话特别值得注意:“虽然阿拉伯人对数字5进行了长期的摸索,但是他们当然不能在任何一个有双重无限关联的装饰设计中,真正嵌入一个五重中心对称的图案。然而,他们尝试了各种容易让人上当的折衷方案。我们可以这样说,他们通过实践证明了在饰物中使用五边形是不可能的。”(pp.102-103)这一论述非常关键,阿拉伯装饰艺术的确时常费力地尝试使用五次旋转对称。连续装饰图案中嵌入五次对称图元的麻烦之处在于,五次对称要涉及黄金分割,安排下一个五边形,则周围需要作复杂的调整,这要比安排三角形、四边形和六边形的情况复杂得多。《对称》还用相当篇幅讲晶体点阵的对称性,我当年学过结晶学和矿物学,知道这是相当复杂的事情,现依稀记得32种单形和230种空间群的数字,具体内容已经想不清楚了。外尔的处理当然并非想具体展示各种可能的晶格对称性,书中讨论得相当简略,这也给普通诸者阅读造成了困难。要想真正搞明白230种空间群,还真要读地质学的图书《结晶学与矿物学》。
一般指图形和形态被点、线或平面区分为相等的部分而言。在生物形态上主要的对称分为下列各种:(1)辐射对称:与身体主轴成直角且互为等角的几个轴(辐射轴)均相等,如果通过辐射轴把含有主轴的身体切开时,则常可把身体分为显镜像关系的两个部分。例如海星可见有五个辐射轴。另外在高等植物的茎和花等,也常具有辐射对称的结构;(2)双辐射对称:只有两个辐射轴,彼此互成直角,形式上可以把它看成是从辐射对称向左右对称的过渡型(例如栉水母);(3)左右对称:或称两侧对称,是仅通过一个平面(正中矢面)将身体分为互相显镜像关系的两个部分(例如脊椎动物的外形)。在正中矢面内由身体前端至后端的轴称为头尾轴或纵轴,这个轴与身体长轴大都一致。在正中矢面内与头尾轴成直角并通过背腹的轴为背腹轴或矢状轴。还有与正中矢面成直角的轴称正中侧面轴(或内外轴)、该轴夹着正中矢面,彼此相等且具有方向相反的极性,如果将两侧的正中侧面轴合起来看成为一轴时,则称为横轴。在辐射对称中,如相当于海星的一根足的同型部分,称为副节(paramere),副节其本身成两侧对称。一般两侧对称的每一半为与同一轴相关而极向相反的同型部分,此称为对节或体辐。副节、对节等的同型部分,一般来看,仅相互方向不同,可认为这是与对外界的关系相同有着密切的联系。所以在个体发生或系统发生过程中其生活方式变化时,而与之相关的对称类型也时有变化。例如棘皮动物在自由运动的幼体期具有左右对称的体制,在接近静止生活的成体,则显有辐射对称的体制。再如比目鱼等左右体侧可成为二次的背腹关系。把无对称的关系称为非对称(asy-metry),其中具有规则形态的在生物界可广泛见到的有螺旋性。此外还有即使外形上表现对称,但与外界无直接关系的内脏,基本既可表现为对称的,也有不少由于形态变形而表现为不对称的。
辐射对称动物 Radiata是左右对称动物的对应词。顾维尔(G.L.Cuv-ier)把大部分的棘皮动物、腔肠动物、海绵动物、扁形动物及滴虫类命名为辐射对称动物。冯·西波德(K.T.von Siebold)把棘皮动物、腔肠动物、海绵动物总称为辐射对称动物。以后,被命名为腔肠动物(有时也包括棘皮功物)。 |
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对称
symmetry
由反射和旋转复合成的对称(有界图形的简单对
称均属此类),还有平移对称是很有趣的,并且是自
然科学、艺术等的诸多领域中的一个研究课题,等
等.例如,一个扭曲(t认七t)或螺旋对称是由关于一
个轴经过某个角的旋转与沿着那个轴的平移复合而成
的,这是在研究植物叶子排列时观察到的(见图6).
对称性作为制作刺绣与装饰品的一种手法而被广泛地
传播(具有一个或多个平移对称与反射的复合的平面
图形,见图7, 8).
墓夔
图7
覆
图8
【补注1十分一般地,令G是一个作用在一个集合X
上的群(例如,G可以是R”的Euclid运动群,X可
以是R”中在Euclid运动下封闭的几何图形的某个
集合).对于每一个x任X,迷向子群(isotropy sub-
脚up)G二={g任G:gx=x}是x的对称群(syn刀拙-
tryg刀uP).
具有唯一平移轴的平移对称性蕴涵关于平面的对称
性,这个陈述对一般情形不正确.
对称[卿.价州叮;e“MMe,“,]
l)一个改变定向的对合正交变换(对合变换
是实施两次则产生恒等变换的变换).例如,空
间内关于一平面“(或平面内关于一直线“)的一个辱
射(祀n巴沈沁n)是一个对称,在它之下每一点M映射
到一点M‘,使得线段MM‘垂直于平面:(直线a)
且被它平分.:(a)称为对称平面(plane)(轴(画s”
(见图1).任何正交变换或等距是有限个反射的复
碑乙‘
2)对称是一个几何图形中的如下性质:在某个
变换群G的作用下,中被映射到自身上,这个群称
为中的对称群(group ofs丫rn帐tr姆s).这样,对称反
映一个图形形状的某种正则性,即它在群G中的变换
的作用下的不变性.例如,小是一个平面图形,使得
关于某点O旋转一个3印”/。(。是一个整数)的角时
映到自身上,那么小有一个n阶对称,且O称为对
称中心(centi℃)(见图2),这里G是n阶的循环
群.一个圆有无限阶的对称(因为它旋转任何角后均
映到自身上).
才
刀匆l,I’蒸
图l图2
空间对称的其他的简单形式如下:
a)关于一直线的n阶对称(s”泊此仰oforder
n).这里图形关于某直线(对称轴)旋转3印“/”角
而映到自身上.例如,如果一个平面图形关于一直线
AB是对称的,则在空间里它有这直线作为轴的2阶
对称.立方体有直线AB作为轴的3阶对称,且有
直线CD作为轴的4阶对称(见图3).一般地,正
正则与半正 |
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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, 站稳 |
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