Pri la blogo kaj mi
#000000
Simetrio en bestojEn biologio, simetrio troviĝas ĉie. Tio videblas kiam oni rigardas sin mem per spegulo, ĉar la dekstra kaj maldekstra partoj de la korpoj estas (proksimume) samaj. Tre multaj organismoj havas iun simetrion, sed ne ĉiam la saman kiel homoj. Kian simetrion organismo havas dependas de ĝiaj vivkondiĉoj kaj evolua historio.
#000002
Ĉi tiu hundido havas klaran duflankan simetrion.
#000003
Maranemonoj estas bestoj kun radia simetrio. Ili povas iomete naĝi se necesas, sed kutime restas en la sama loko dum longaj periodoj de pluraj semajnoj aŭ monatoj. Por tio, ili havas grandan rondan ”piedon”, per kiu ili fiksas sin al malmolaj surfacoj. La supra flanko de la besto havas buŝon en la mezo, kiu ankaŭ funkcias kiel anuso. Ĉirkaŭ la buŝo estas multaj tentakloj, kiuj kaptas predojn kaj portas ilin al la buŝo. La radia simetrio do perfektas por bestoj kiel maranemonoj, ĉar ĉio iru al la centro.
#000006
Ekzemplo de memsimila antikva besto kun branĉa korpo (foto de Smith609)
#000010
La plej kompatinda rakonto rilate al simetrio estas tiu de helikoj tamen. La ŝelo de heliko estas kirala. Tio signifas ke ekzistas dekstra kaj maldekstra versio, kiuj ne similas. Alia ekzemplo de kiraleco estas manoj. Oni havas dekstran kaj maldekstran manon, kiuj nur aspektas simile se unu el ili speguliĝas. La ŝelo povas kreski en du direktoj: laŭ la horloĝo, aŭ male. Laŭ la publikaĵo “The convoluted evolution of snail chirality” en la revuo “Naturwissenschaften”, pli ol 90% el helikaj grupoj havas ŝelojn en la dekstra direkto. Tio gravas, pro tio ke en multaj specioj, helikoj kun malsamaj ŝeloj ne povas trovi partneron. Ili ne povas reprodukti sin, ĉar iliaj seksorganoj estas en la malĝusta loko. Kelkfoje tiaj helikoj naskiĝas kaj tio povas havi malsamajn konsekvencojn. Foje ne gravas, foje ili mortas sole kaj foje ekestas tutaj populacioj kun malaj ŝeloj.
#000011
Du ŝeloj kun mala kiraleco de specioj el la genro Neputnea (Bildo de Tom Meijer)
#000012
Simetrio en molekulojAnkaŭ en ĥemio, simetrio havas gravan rolon. Kristaloj, ekzemple, konsistas el ĉelunuoj. Tiuj estas etaj formoj, ekzemple kuboj, kiuj enhavas kelkajn atomojn. Je ĉiu vando de la ĉelunuo estas alia ĉelunuo, tiel ke la tuta spaco estas plenigata. Tio signifas ke la atomoj en la kristalo havas fiksajn distancojn. Ke la kristalo estas simetria havas grandan avantaĝon. Atomoj kaj molekuloj interagas kun elektromagneta radiado, sed se ili estas hazarde orientitaj, ĉiuj efikoj estas nuligitaj. En kristalo tamen, ĉiu unuo aspektas same kaj interagas kun la radio sammaniere. Tio signifas ke la efikoj de tiuj interagoj fortigas unu la alian, kio igas ilin mezureblaj. Tiu principo estas uzata por Ikso-radia kristalografio, kiu havas centran rolon en la esploro de la strukturo de kristaloj kaj eĉ kristaloj de tre grandaj biologiaj molekuloj, kiel proteinoj.
#000013
Ĉi tiu kubo estas la ĉelunuo de diamanto. La bluaj pilkoj reprezentas karbonajn atomojn.
#000014
Alia teĥniko, kiu dependas de simetrio estas infraruĝa spektroskopio. En tiu esplormetodo, oni specife interesiĝas pri kiel la ligoj en molekuloj vibras. Kiam neliniforma molekulo havas N atomojn, ĝi povas vibri je 3N-6 manieroj, do akvo, kiu havas tri atomojn, povas vibri je 3×3-6=3 manieroj. Per rigardi ĉiujn simetriojn de la molekulo, oni povas dedukti en kiu grupo ĝi estas kaj oni povas uzi tiun informon por rigardi ekzakte kiajn simetriojn la manieroj de vibri havas. La ekzaktaj detaloj de tio estas tro kompleksaj por blogafiŝo, sed la esenco estas ke oni povas uzi tiujn simetriojn por eltrovi, kiuj manieroj de vibri kreas signalon. Ankaŭ infraruĝa spektroskopio estas tre populara metodo kaj preskaŭ ĉiuj laboratorioj de organika ĥemio havas la rimedojn por ĝi, ĉar ĝi kostas malpli ol multaj alternativoj.
#000015
Tio ne signifas ke simetrio nur estas interesa por analizi molekulojn. Ankaŭ por la kreado de medicinoj, simetrio estas tre grava. Tio estas pro tio ke molekuloj povas havi kiralecon. Kelkaj partioj de molekulo, ekzemple karbona atomo, kiu estas ligita al kvar malsamaj grupoj de atomoj, estas kiralaj, same kiel la ŝeloj de helikoj, aŭ la manoj de homoj. Du kopioj de la sama molekulo kun mala kiraleco aspektas simile kaj ankaŭ agas tre simile ĥemie, sed la korpo povas ege bone distingi inter molekuloj kun mala kiraleco. Aminoacidoj ekzemple, el kiuj konsistas proteinoj, ĉiuj havas la saman kiralecon kaj se oni enkondukus malan aminoacidon, oni rompus la strukturon de la proteino. La korpo ankaŭ distingas inter medicinoj kun malaj kiralecoj kaj 56% el la uzataj medicinoj estas kiralaj. En multaj okazoj, la alia versio de la molekulo simple ne estas biologie aktiva, do oni povas preni ĝin senprobleme, sed ekzistas medicinoj, kies mala versio estas toksa. Kompreneble oni volas fari ĉion, por disigi la malsamajn molekulojn, aŭ nur produkti unu el la du, sed tio ne ĉiam estas facila. Tial kiraleco estas aktiva tereno en ĥemia esplorado.
#000016
Karbona atomo kun kvar najbaroj povas havi du malsamajn aranĝojn, kio igas ĝin kirala.
#000017
Leĝoj de konserviĝoEn fiziko, tre ofta vortigo de la koncepto de simetrio estas ke parto de sistemo estas simetria, se ĝi aspektas same antaŭ kaj post transformiĝo. En praktiko, tio rezultas je kelkaj evidentaj konkludoj, sed sen ili, la universo ne funkcius. Unue, oni povas senprobleme ŝanĝi sian horloĝon. Kompreneble oni maltrafos la buson se oni faras tion, sed la rezultoj de eksperimentoj ne ŝanĝiĝas. Ne gravas ĉu oni ĵetas pilkon dum tagmezo aŭ noktomezo, se la komencaj kondiĉoj estis samaj, la pilko falos same. La sama veras pri loko. Se la komencaj kondiĉoj samas, ne gravas ĉu oni faras eksperimenton ĉi tie, aŭ du metroj dekstren. Alia grava ekzemplo estas turniĝo. Se oni turnas sian eksperimenton je duona cirklo antaŭ ol ĝi komencas, tio ne ŝanĝos la rezulton de la eksperimento. Trovi tiajn simetriojn eble estas amuza ludo, sed ili ne sonas tre utilaj. Evidente la eksperimento ne ŝanĝiĝas kiam oni komencas malfrue, sed kial tio estus pripensinda?
#000018
Dum sciencistoj lernis pli pri kiel objektoj moviĝis, ili ekhavis la impreson ke kelkaj kvalitoj de objektoj estas konservataj. Kiam unu pilkon trafas alian pilkon, la unua pilko haltas kaj la alia pilko ekruliĝas. La unua pilko do transdonis ion al la alia pilko kaj tio, kion ĝi donis estas konservata. Ekzemploj de tiaj konservataj kvalitoj estas movokvanto, angula movokvanto kaj energio. Komence la ideo ke tiaj kvalitoj estas konservataj estis bazitaj sur observoj, sed ne vere komprenata, ĝis en 1915 Emmy Noether uzis matematikon por pruvi ĝin. Ŝi uzis infiniteziman kalkulon por montri ke ĉiu simetrio de la universo estas konektita al leĝo de konserviĝo. Tio signifas ekzemple, ke la konserviĝo de energio rekte sekvas el la fakto ke la leĝoj de fiziko ne ŝanĝiĝas dum tempo pasas kaj ke oni do povas fari eksperimenton je ajna momento. La teoremo de Noether do estis tre bona ilo por trovi leĝojn de konserviĝo. Tiuj leĝoj estas ege utilaj, ĉar ili igas fizikajn problemojn multe pli facile solveblaj. Por montri tion, oni povas kalkuli kiel pendolo moviĝas. Teorie oni povus uzi la leĝojn de Newton por fari tion, sed tio iĝus ege kompleksa. Anstataŭ oni povas elekti du facile priskribeblajn punktojn, ekzemple kiam ĝi estas tute supre kaj ne moviĝas kaj kiam ĝi estas tute sube kaj iras plej rapide, kaj oni scias ke la pendolo havas same multe da energio en ambaŭ punktoj. Tiel oni povas konkludi multajn aferojn, kiuj ĝeneraligeblas al la tuta vojo de la pendolo.
#000019
eta kolekto el la sennombraj ekzemploj de kiel simetrio havas rolon en
naturscienco. Simetrio gravas en biologio, pro tio ke ĝi montras konektojn
inter la formo de organismo kaj ĝia vivstilo. Ĝi estas grava en ĥemio, pro tio
ke simetrio igas molekulojn observeblaj kaj ŝanĝas la kvalitojn de medicinoj.
En fiziko, ĝi estas utila ilo por solvi problemojn kaj ebligas pli profundan
komprenon de kiel la universo funkcias. Ke malrektaj kaheloj ĝenas tiom da
homoj do eble ne estas tiom stranga. Eble tiuj, kiuj ĝeniĝas de ili havas la
#000020
Vi komentas per via konto de Twitter.
#000023
Vi komentas per via konto de Facebook.
#000024
Sekvu kun 97 aliaj sekvantoj
Already have a account? Log in now.
#000030