自然定律的来源：对称规则在引导着我们！ _对称规则

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对称建筑
我想每个人都知道对称是什么。但是你知道吗，自然定律也是对称的。
每个人都知道图一左边的墨迹是对称的，但很少有人知道右边图形在精确的数学意义上也是对称的。
那么，什么是对称性呢?为什么这个概念变得如此重要，以至于许多科学家认为它是自然法则的基础?

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图一
关于对称
对称表示对可能的变化免疫——那些顽固的形状、短语、定律或数学表达式的核心，在某些变换下保持不变。
例如，读一下短语“上海自来水来自海上” ，当从后往前读时，它是对称的。也就是说，当倒着读的时候，句子是完全一样的。
这样的例子很多，具有这种对称性的短语被称为回文。而且这样的对称在男性定义的Y染色体结构中起着重要作用。

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对称在基因中
直到2003年，基因组生物学家认为，由于Y染色体缺少一个伴侣(可以与之交换基因) ，它的基因载体将通过破坏性的突变逐渐减少。
然而，令他们惊讶的是，对Y染色体进行测序的研究人员发现，它通过“回文”来抵抗破坏。
在5000万个染色体的DNA字母中，大约有600万个形成回文序列。这些“镜像”拷贝在破坏性突变的情况下提供备份，并在某种意义上允许染色体与自身交配，因为可以互换位置。

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图二：蝴蝶（左）和雪花（右）
对称图形
对于二维图形和形状，比如那些画在纸上的图形，有四种“刚性”对称(当不允许拉伸和变形时) ，为反射、旋转、平移和滑动反射。
我们在周围的反射下遇到对称，这是我们熟悉的动物的两侧对称。在图二中蝴蝶(左)的中间画一条线。现在把它翻转过来，同时保持中心线的位置。由此产生的完美重叠表明蝴蝶在其中心线的反射下保持不变。
旋转下的对称性在自然界中也很普遍。图二雪花(右)旋转60度、120度、180度、240度、300度或360度，绕着一个轴(垂直于它的平面)旋转，是完全重合的。
平移是指沿着一条特定的直线移动一定距离，图形依然能够重叠。许多古典的中楣、墙纸设计、高层公寓的一排排窗户，甚至蜈蚣，都表现出这种对称。
最后，行走中产生的脚印在滑动反射下是对称的(图三) 。在这种情况下，转换包括平移(或滑动) ，然后是平行于位移方向的线（虚线）中的反射。

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图三
到目前为止讨论的所有对称都是图形和形式的对称，我们可以用眼睛看到。自然基本定律背后的对称性在某种意义上与这些定律密切相关，但它们并没有把重点放在形式或图形上，而是解决了一个不同的问题:
在我们周围的世界上，可以进行哪些变化，使描述所有观察到的现象的定律保持不变?
对称规则
“自然定律”概括地描述了一系列规则，这些规则被认为可以从字面上解释我们在宇宙中所观察到的一切。
这样一套宏大的规则在17世纪之前是不可想象的。只有通过像伽利略(1564-1642)、勒内·笛卡尔(1596-1650) ，特别是艾萨克·牛顿(1642-1727)这样的科学巨人的著作，人们才清楚地认识到，仅仅几个定律就可以解释广泛的现象。
突然之间，各种各样的事情，如苹果落下，海滩上的潮汐，行星的运动，都落在牛顿万有引力定律的范围里。
同样，基于迈克尔·法拉第(1791-1867)的实验结果，苏格兰物理学家詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(1831-1879)只用四个方程就能解释所有经典的电、磁和光现象!
能想象吗，整个电磁学的世界用四个方程表示。