生物的对称性分为双侧对称和辐射对称,这种对称性在自然界非常普遍,其中包括人类在内的大多数动物的身体构造都表现出镜像对称,也就是双侧对称。因此许多科学家认为这并不是进化的巧合,因为构造一个不对称身体的方法比构造一个对称身体的方法要多得多。就拿我们人体来说,我们完全可以长成各种奇怪的样子,你的身体左侧右侧随便突出点,或者再长一个什么东西,就可以轻松地破坏了对称性。
生物普遍遵循着双侧对称
根据化石证据表明,双侧对称早在5亿年前就已经在生物身上形成了。因此,我们认为,生物的双侧对称一定有某种内在的原因。多年来,生物学家们提出了许多关于这个问题的假设。
一项研究表明:大脑更容易识别两侧对称的身体,使得动作协调。还有就是所有的生物在其生存环境中的运动都受物理定律的支配。我们一般认为最早的生命是从水里开始进化的,而两侧对称的身体可以使生物能够沿直线前进。在进化史上,从A点到B点能够快速高效移动的动物会比那些移动缓慢或者不能移动的动物更加成功。
另一种流行的假设是,对称性的进化有助于动物的择偶。对鸟类和昆虫的实验表明,雌性更喜欢与拥有最对称性装扮的雄性交配。例如,雌孔雀更喜欢尾巴长而对称的孔雀,雌性家燕也更喜欢尾巴长而对称的雄家燕。
对称性甚至指导着细胞分裂的基本过程。一个生物体诞生时只是一个单细胞,它必须以一种对称的方式组织自身及其遗传物质,才能确保每个子细胞在分裂前都有每个基因的副本。当然并非所有动物都是双侧对称的,例如海星、海蜇和海胆等生物具有辐射对称性,地球上唯一不对称的生物就是海绵。
虽然我们现在在生物学上无法准确地说出生物对称进化的确切原因,但在物理学上我们知道更深层次的答案。这是宇宙的普遍法则。
大家都看到过人类刻画出来的外星生物,它们也具有对称性,因为我们认为支配宇宙的物理定律在任何地方都是适用的,因此我也觉得外星生物也会表现出普遍的双侧对称!那么到底是什么导致了宇宙普遍存在对称性呢?这就要从宇宙的基本法则物理定律说起。
更深层次的原因:物理学中的对称性
在物理学中,对称性有着更为精确的含义。物理学的对称性就是,在某些特定条件发生改变后,物理定律并不会发生变化。其中就包括:
镜像对称性:也就是双侧对称,一个基本粒子与其镜像除了自旋相反外,但物理定律不变。例如正电子可以被认为是电子的镜像。
时间对称性:物理定律不随时间的变化而变化。也就是说宇宙的过去、现在和未来,物理定律一直都是这样的
平移对称性:不管我们是在太阳系还是在宇宙的另一端,不论位置如何,物理定律都是一样的。
旋转对称性:不管我们朝哪个方向,物理顶定律也不会发生改变。
如果我们生活在一个自然规律不对称的宇宙中,实验结果可能会根据实验的地点、时间和方向而改变,所以这些对称性对于理解科学,尤其是物理学至关重要。
例如,现代天文学家一般会通过观察数百万光年外恒星的光谱来确定其组成成分,如果遥远的地方恒星中的原子遵循的法则不同,那么我们将无法了解任何有关宇宙的信息。
因此对称性对于宇宙的运行方式不可或缺,爱因斯坦(Albert Einstein)在设计广义相对论(General Theory of Relativity)的时候,也将其作为指导原则。
爱因斯坦坚信物理定律对所有的观察者都应该是一样的,不管它们的运动方式是怎样的。通过各种思想实验,爱因斯坦发现了自然界中另一种基本对称,称为协方差。在这种对称性下,无论物体是加速还是静止,物理定律的作用都是一样的。换句话说,引力和加速度产生的效果是一样的,也就是说,它们是对称的。
科学家们还发现了自然界中的其他对称性。
19世纪的数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦证明了电场和磁场之间的对称性。通过一系列的方程式,麦克斯韦证明了电和磁实际上是一种更基本的力:电磁力。
许多科学家怀疑可能有更多的自然对称性有待发现。一些人认为,物理学家们花了几十年寻找的、迄今为止难以捉摸的“万物理论”,将包含某种类型的对称性,这种对称性将全面解释和容纳所有已知的物理定律。
总结
控制我们宇宙的基本法则存在着众多的对称性,而我们的生命也正是在这种法则下诞生的,因此生物的对称性正是体现了宇宙的基本规律,并非偶然或者巧合。
如果在宇宙中的其他地方发现生命,它们也会跟我们一样最寻着普遍的双侧对称性。除非哪里的物理定律和我们的不一样。
果真是世界之大,无奇不有。对比起来,“考试压线过”,“抓包男友出轨”,“相亲遇上老同学”这些都只能算是小case,下面这些“奇遇”才是真大招。
@平衡
八年前送给小妹一个手机,她带去浙江打工,被小偷偷了。第二年去我手机店,买回一部一模一样的手机,插上卡开机一看,查看通讯录,似曾相识,这才发现自己的手机又回来了。
@君菌菌
我男朋友居然是我妈妈接生的,而那时我就在我妈妈的肚子里!所以即便我们才认识一个月,但是25年前就隔着我妈妈的肚皮认识了!
@匿名
我和他刚在一起时,《速度与激情8》才下映不久。第一次出去约会,在路上,突然手机响了,我和他纷纷在找自己的手机,两个人同时很疑惑地看着对方,没想到我们的手机铃声竟然是一样的,都是《速8》的那首歌,可是两个人却都没看过《速度与激情》
@八月玲珑
当年我的同学介绍她同事跟我相亲,见面后双方感觉良好,于是吃完饭就一起去咖啡馆坐坐接着聊。路上聊到各自出生长大的街区,居然在同一个小区!正感觉缘分妙不可言之时,我的小姑姑突然出现,她是我爹的小堂妹,辈分比我大,年纪比我小,在我们家族整一个儿混世魔女的存在。她过来猛拍了我一巴掌打招呼:“哈,真巧,在这儿见到你!”再一拍我同学(她俩也曾是同一个酒店的同事):“哦哟,你也在,巧了哈!”
更恐怖的是她转头看到了和我相亲的男生:“哈哈哈,哥!好久不见,你居然也在,你跟她们认识啊!”原来此男是她嫡亲的堂哥,论辈分说他也是我爹的堂弟,而我得管他叫一声“叔叔”。怪不得感觉彼此似曾相识,从小就是一个小区长大的,只是后来各自搬迁去了别处。辈分问题,还是同族旁支(同一个曾祖父),我们的相亲就此结束,但因此成了好朋友。有时想想还是觉得尴尬极了……
@小张
中考时,我比想上的省重点高中分数线多一分;高考时,比本科高校的录取线多一分;大学进重点班时,我也比分数线多一分。但保研时却处处受挫,我以为自己的好运气就要用完的时候,保研学校的老师打来电话说,关键时候有个老师投了我一票。直到现在我还不知道那关键的一票是哪位老师投的。感谢命运中这多一分,多一票的巧合。
@小鱼
高中我们班同学上课自拍时,镜头里出现了班主任……
@匿名
我不久前发现,谈了三年的男朋友的QQ号实名用的是我妈的身份证。我俩现在大二了,他说是在初二时,为了玩游戏防沉迷随便找的身份信息。
@茜
八年前,拍艺术照时碰到了一个女孩,加了QQ发现大家原来同一天生日(至今为止只遇到一个),再一细聊竟是同年同月同日同产房出生。后来,两家父母见面,两位“产友”母亲那叫一个两眼泪汪汪啊。
分手不久,和闺蜜去看**,**快开场时,我前男友和她前男友手拉着手来看**,就坐在我们前排。惊不惊喜,意不意外。
@匿名
我小时候最讨厌的人嫁给了我小时候最喜欢的人。
@贾老师
高中时候的数学老师给我们讲解证明题的时候,每次推算到“等号左边=等号右边”的时候,他都会来句:哈哈,巧极啦!
@MissTan
考科二的时候去模拟考,给我模考的师傅说,之前有一个考科三的男孩子,考了三次都遇见同一个考试员,第三次看见的时候腿都发软了,他也是倒霉了,考场六百多个考试员他每次都能撞上同一个,终于在第四次的时候没有遇见同一个了,然后过了。
以前跟同学用水壶打完热水回宿舍,忽然自己嘴贱来了句:我数三声我水壶就爆!然后我就数了三声,那个水壶真的就爆了。
@匿名
支付宝有个周末抽红包活动,抽了红包:011、111,1111。下午就跟男朋友分了手,关键这个男朋友还是相亲认识的,已经12年未见的同学。
“凡事都有偶然的巧合,这个是机遇,是外部条件”;而“却又如宿命般的必然,这是一个内部因素”;巧合是一次的偶然发生的结果;必然的结果与经常是有着密切联系的。必然和偶然是永远无关联的。这这两句话是文法的错误。把互不相干的两件事强捏到一起,是令人费解的。
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