許多人開始認識和學習我們周圍的世界，是從玩不同形狀的積木開始的。今天，讓我們暫時放下各種各樣的“雜念”，回到孩提時最本真的自己，用一顆“初心”觀察以下三個最簡單的基本圖形，看看哪個圖形是你最喜歡或者覺得最“美”的呢？哪個又是你最不喜歡或是覺得“不好看”呢？

圖1：簡單形狀的“審美”

這當然不是一件有标準答案的事，每個人都可能有自己的不同看法。不過，據筆者對身邊朋友的小調查，大多數人會認為圓形是最美的圖形，而不喜歡最右側不規則圖形的人，同樣占絕大多數。這很有可能源自于人類與生俱來的一種審美偏好——對稱。

圖2：生活中常見的對稱

什麼是對稱呢？當你把一個東西沿着某條線折一下，左右兩邊完全重合，這就是一種對稱，叫做軸對稱（如圖2(a)）；或者你把一個東西轉一定角度後，它如果還和原來一樣，這也是一種對稱，叫中心對稱（如圖2(b)）；亦或你把左手放在鏡子前，鏡子裡看到的那隻“手”和你的右手一樣，這同樣是一種對稱，叫做鏡像對稱（如圖2(c)）……這些都是我們在生活當中很常遇到的“對稱”。

其實，觀察我們身邊的各種東西，大到火箭、飛機、汽車、輪船，小到日用百貨、生活裝飾，到處都能找到“對稱”的元素，甚至我們的語言當中，也能找到有趣的對稱——回文。

如“上海自來水來自海上”“山東落花生花落東山”“西湖垂柳絲柳垂湖西”這樣的回文句子，正讀反讀完全一樣，就是一種有趣的對稱。

或是下面這樣的回文對聯：

霧窗寒對遙天暮；暮天遙對寒窗霧。

又：花落正啼鴉；鴉啼正落花。

又：袖羅垂影瘦；瘦影垂羅袖。

又：風剪一絲紅；紅絲一剪風。

還有這首不論從第一個字開始正着讀或是從最後一個字開始倒着讀都獨立成詩的回文詩：

《題金山寺》

潮随暗浪雪山傾，遠浦漁舟釣月明。

橋對寺門松徑小，巷當泉眼石波清。

迢迢遠樹江天曉，藹藹紅霞晚是晴。

遙望四山雲接水，碧峰千點數鷗輕。

注：此詩作者有些争議，一說是唐人徐夤，也有說是宋人周知微或蘇轼。

從這些生動、精巧、智慧的句子，不僅讓人感受到妙趣橫生的審美愉悅，也觸發了筆者更深入的思考。對稱真的隻是我們人類的偏好嗎？

如果說詩詞歌賦中的“對稱”，火箭、飛機、汽車、輪船、家具、家電、日用百貨等人造的東西中的“對稱”，可能是源自于人類對“對稱”的某種文化上的偏好。那讓我們再觀察一下大自然：大自然中的飛禽走獸、花鳥魚蟲，甚至我們人類自己，也都普遍存在“對稱”的特征，而且似乎越“高級”的生命體對稱性就越高。

這世界上并沒有某位主宰大自然的“神仙”，那麼大自然中的“對稱”應該也不是因為這位“神仙”主觀上覺得“對稱”的東西比較漂亮。大自然對“對稱”的偏好，應該是基于自然規律的。比如對動物來說，對稱是一種非常有利于運動的特征，體型更對稱的動物往往就能跑得更快，更容易躲避天敵的捕獵而存活下來，在自然選擇中獲得一定的優勢。經過這樣的自然選擇過程，越高級的生命似乎在對稱方面也表現得越好。

我們人類對“對稱”的審美“偏好”，背後其實是大自然的法則，而且是相當于自然“憲法”的最根本、最重要的法則。

二十世紀初，著名的女性數學家、理論物理學家艾米·諾特女士提出“諾特定理”，證明了我們這個宇宙的那些“天條”——守恒律，每一條都對應着一種對稱性。比如運動定律的空間平移對稱性導緻動量守恒定律（兩個球碰撞的遵循的規律在一樓和在五樓一樣），時間平移對稱性導緻能量守恒定律（今天和明天的物理規律一樣），空間旋轉對稱性導緻角動量守恒定律等等（地球另一頭和我們方向反着的地方物理規律也一樣）…… 今天的物理學家們無論是探究廣袤的宇宙還是微觀的量子世界，對稱性都是最基本的指導原則之一。

當我們對“對稱”有了更深入的認識，再回頭去讀前面精巧的回文詩，不知您有沒有生出“思飄雲物動，律中鬼神驚”的震撼？有沒有感受到與自然規律的共鳴？

來源：科普時報

作者：陳征

編輯：吳桐

審核：王飛

圖片來源于網絡

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