从自然美到科学美

——谈谈对称方法

　　大自然是一个真正的美的设计师。它是一个天才的雕塑家,一个天才的画家。它创造的一切，都是那么地和谐，那么地美丽。

　　大自然是用什么原则创造出如此美丽的生命世界的呢？万物为什么那么地匀称和谐呢？

　　大自然创造生命的一个原则就是对称。它用对称的方法创造了千百万种不同的生命。

　　对称有多种形式，轴对称是一种对称，中心对称是一种对称，镜面对称也是一种对称。自然界的种种对称现象映照在人们的头脑中，产生了对称的潜意识，科学的对称原理，形成了人们的对称观念，又被人们进一步用来认识世界、改造世界，成为一种心灵的智慧。

　　早在古代，对称方法就已体现在艺术美的创造中，许多世界著名的建筑、绘画、雕塑，无不显露出对称的痕迹。同样，我国古代的建筑中，那一左一右飞檐翘首的龙头、威风凛凛的石狮，还有寺院山门两侧的松柏或银杏，也都彼此对称、相映成趣。

　　对称的美学原则，还被应用在对联、骈文、律诗等文学体裁中，文天祥的名句“山河破碎风飘絮，身世浮沉雨打萍，惶恐滩头说惶恐，零丁洋里叹零丁”，对仗工整，意境深远，给人以强烈的感染力和深刻的思想内涵。如今， 工程师们在技术设计中，也经常运用对称方法。南浦、杨浦这两座著名的斜拉桥，左右、前后都是对称的。对称使大桥的受力均匀，更加牢固、结实。对称也使大桥更加气势恢宏，雄伟壮丽。被誉为“上海之鸟”的浦东国际机场的设计模型，是一只硕大无比展开双翅的海鸥。它的两翼呈对称状，看上去舒展优美，它象征着浦东将展翅高飞，飞向更高、更广阔的天地，创造新的、宏伟的业绩。

　　当对称原理被人们用来认识世界、改造世界时，它不仅在艺术创造、技术设计中成为一种方法，同样，它也是科学家们进行科学探索的一种工具。对称方法给了科学家探索自然奥秘的智慧，为探索提供了方法的启示。对称美，成了科学家们作出新的发现的向导，在科学发现史上，对称方法散发着夺目的光彩。

　　电和磁，也可以看成是一对互相对称的兄弟，对称性表明它们有着相似的性质。科学家们从对称性中推测，既然电子世界有正电子，有负电子，磁的王国有没有分开的磁单极呢？磁单极的思想，正是自觉应用了对称原理而作出的一个科学预见。

　　本世纪５０年代，美国科学家华生和英国科学家克里克根据大量Ｘ光衍射照片，运用对称方法，发现了生物遗传分子的双螺旋结构，创立了分子生物学。由于双螺旋的对称性和双螺旋上核苷酸的互补性，从一条螺旋上的核苷酸可以判断另一条螺旋上的相应的核苷酸的结构。ＤＮＡ分子结构的发现，揭开了用遗传工程改造生物的新篇章，为治疗千百种传统医学束手无策的遗传病提供了有效的手段。

　　对称方法的应用，在揭开这个生物奥秘的过程中，起了很大的作用。自然界无意识地运用对称原理创造了万物，而智慧的人类自觉地运用对称原理去创造美，去发现自然的新的奥秘，去作出新的发明，新的创造。

　　对称原理，在我国的现代化建设中也找到了它的用武之地。以前的上海浦东，是一个相对落后的地区。开发浦东，使浦东和浦西并驾齐驱，比翼双飞。浦东的开发和崛起，使上海象巨人的双腿，象大鹏的双翼。巨人有了双腿，才能长征不息；大鹏有了双翼，才能展翅高飞，鹏程万里。跛足的巨人是走不快，走不远的，单翼的鹏鸟也飞不高，飞不快。浦东在巨变。一个个跨世纪的新兴产业在这里崛起，一道道崭新的文化风景线在这里显露风采。浦东和浦西隔江相望，各显繁华。上海浦东的开发和开放，难道不正是融合了对称的思想吗？

　　当然，我们也不能把对称绝对化。对称和缺损，构成了自然界的另一种对称。在对称中求不对称，使对称和不对称保持必要的张力，这是对称方法的更深层的智慧。对称和对称缺损的思想，正深刻地影响着当代人们的思维。它越来越成为人们从事创造活动的一种美学原则。当你在认识自然的时候，留神一下，它是不是充满着对称；当你在探索自然的时候，请不要忘记用对称方法揭示它的奥秘。