Colm Kelleher: Khoa học về sự đối xứng – Colm Kelleher

Khi nghe từ “Đối xứng”
có thể bạn sẽ hình dung ra
hình học đơn giản như vuông hay chữ nhật
hoặc phức tạp như hoạt tiết
trên cánh bướm
Nếu có thiên hướng nghệ thuật
có thể bạn sẽ nghĩ tới
bản giao hưởng của Mozart
hay tư thế thăng bằng
của diễn viên múa ba-lê
Trong đời sống hàng ngày,
từ “đối xứng” dùng để
chỉ những ý niệm mơ hồ
về cái đẹp, sự hài hòa hay cân bằng
Trong toán học và khoa học,
“đối xứng” mang ý nghĩa
cụ thể khác.
Về mặt kĩ thuật,
đối xứng là tính chất
của một vật thể.
Có khá nhiều vật thể
có tính đối xứng.
từ những thứ hữu hình
như bươm bướm,
tới những thứ trừu tượng
như hình học.
Một vật thể có tính đối xứng
nghĩa là sao?
Đây là định nghĩa:
Đối xứng là sự biến đổi
mà không làm cho vật thể thay đổi
Nghe có vẻ hơi trừu tượng,
vậy thì hãy cùng nhau mổ xẻ nhé.
Cùng nhìn vào một ví dụ cụ thể,
như hình tam giác đều này.
Xoay nó 120 độ,
quanh tâm
ta sẽ có một hình tam giác
hoàn toàn giống như ban đầu.
Trong trường hợp này,
vật thể là hình tam giác,
và sự biến đổi
khiến vật thể không thay đổi
chính là phép quay 120 độ
Vì vậy, ta có thể kết luận
tam giác đều là đối xứng
đối với phép quay 120 độ
quanh tâm.
Thay vào đó,
nếu quay 90 độ
hình tam giác lúc sau
trông sẽ khác so với ban đầu.
Nói cách khác, tam giác đều
không đối xứng
với phép quay 90 độ
quanh tâm.
Nhưng vì sao các nhà khoa học
lại quan tâm tới đối xứng?
Hóa ra, vì chúng cần thiết
trong nhiều lĩnh vực toán và khoa học
Hãy cùng tìm hiểu kĩ hơn
ở ví dụ sau: sự đối xứng trong sinh học
Bạn có lẽ đã để ý thấy
một kiểu đối xứng tương tự
chưa được đề cập tới:
sự đối xứng trái-phải
của cơ thể con người.
Sự biến đổi tạo ra tính đối xứng này
là sự phản ảnh
từ một tấm gương tưởng tượng
cắt dọc cơ thể
Các nhà sinh học gọi nó là
đối xứng hai bên (đối xứng trục)
Sự đối xứng được tìm thấy
ở vật sống,
chỉ mang tính gần đúng,
nhưng đây vẫn là tính chất nổi bật
của cơ thể con người
Chúng ta không phải là
loài duy nhất có đối xứng hai bên
Nhiều loài động vật khác
như cáo, cá mập, bọ cánh cứng,
và con bướm
mà ta nhắc đến trước đó,
đều sở hữu kiểu đối xứng này
một số loài thực vật
như phong lan cũng như vậy.
Các loài khác nhau
có tính đối xứng khác nhau,
điều chỉ thấy rõ
khi bạn xoay nó quanh tâm
khá giống với kiểu đối xứng tâm
của hình tam giác mà ta đã thấy
Nhưng ở động vật,
nó được biết đến
như đối xứng tỏa tròn
Ví dụ, một số loài nhím biển
và sao biển
có kiểu đối xứng 5 bên
nghĩa là, đối xứng
với góc 72 độ quanh tâm.
Kiểu đối xứng này
cũng xuất hiện ở thực vật,
các bạn có thể thấy
bằng việc cắt ngang một quả táo
Một số loài sứa đối xứng
với góc quay 90 độ
trong khi loài hải quỳ thể hiện
tính đối xứng tâm
Một số loại san hô
lại không hề có tính đối xứng.
Chúng hoàn toàn bất đối xứng.
Tuy nhiên, vì sao sinh vật lại có
những kiểu đối xứng khác nhau ?
Liệu đối xứng cơ thể có cho ta biết
về lối sống của các loài ?
Hãy cùng quan sát :
nhóm động vật đối xứng hai bên
cáo, bọ cánh cứng, cá mập, bươm bướm,
và tất nhiên, con người.
Điểm chung giữa
các loài này
là cơ thể chúng được thiết kế
cho việc di chuyển.
Nếu bạn chọn một hướng
và di chuyển theo đó,
cơ thể sẽ tạo ra
một giao diện
nơi tập trung
các cơ quan cảm giác
mắt, tai và mũi.
Miệng của bạn
cũng sẽ ở đó
bởi vì chắc chắn
ở đó có thức ăn
hoặc kẻ thù
Bạn có thể quen thuộc với
một nhóm các cơ quan,
cộng với miệng,
gắn lên mặt trước cơ thể,
đó gọi là cái đầu.
Có một cái đầu sẽ dẫn tới
sự phát triển của tính đối xứng hai bên
và cũng giúp phát triển vây thủy động
nếu bạn là một con cá
hay đôi cánh khí động
nếu bạn là một con chim
hoặc những cái chân phối hợp tuyệt vời
nếu bạn là một con cáo
Thế nhưng, đối xứng thì liên quan gì
tới tiến hóa?
Các nhà sinh học
có thể sử dụng các kiểu đối xứng
để xem mối quan hệ giữa các loài
Ví dụ, sao biển và nhím biển
có dạng đối xứng 5 bên
Nhưng thực sự, ta nên nói là
Sao biển trưởng thành
và nhím biển.
Vì ở giai đoạn ấu trùng, chúng ở dạng
đối xứng hai bên, như chúng ta.
Đây là bằng chứng mạnh mẽ cho
mối liên hệ giữa ta với sao biển
gần gũi hơn so với các loài khác,
như san hô,
hay các loài
không có đối xứng hai bên
ở bất kì giai đoạn phát triển nào.
Một trong những vấn đề
quan trọng và hấp dẫn trong sinh học
chính là tái cấu trúc
đời sống thực vật,
phát hiện khi nào và làm thế nào
các nhánh cây tách ra
Suy nghĩ về thứ đơn giản
như đối xứng cơ thể
có thể giúp đào sâu hơn
về sự tiến hóa trong quá khứ
và hiểu ra nguồn gốc của chúng ta,
như một loài sinh vật.

Xem thêm: Cách chuyển danh bạ từ iPhone sang iPhone thành công 100%

Rate this post
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments