Simetriaz eta bere hausturaz (eta III)

Dibulgazioa · Oinarrizko kontzeptuez

simetriaz
Irudia: Zientzia modernoan, simetriaren haustura simetria bera bezain garrantzitsua izatera iritsi da. (Argazkia: cocoparisienne – Pixabay lizentziapean. Iturria: pixabay.com)

Egungo simetria kontzeptua objektuen simetria geometrikoa deskribatzearekin batera hasi zen zedarritzen, matematika zein fisika arloetan. Hartu elur-maluta perfektu bat, bere erdigunea ardatz harturik eta horri finko eutsita 60º biratu, eta ez da hasierako elur-malutatik bereizterik izango. Aitzitik, 90º biratuz gero, errotazioaren eragina sumatu ahalko dugu. Biraketaz jabetzeko, baina, erreferentzia bat beharko dugu, edo beste era batera esanda, biraketak elur-maluta transformatuko du, baina betiere kanpo-erreferentzia batekin alderatuta.

Hala, bada, objektu baten simetriari dagozkion transformazioek (errotazioak orokortzea) bereizezin bihurtzen dituzte hasierako eta bukaerako egoerak, garrantzizkotzat ditugun propietateei erreparatuta behintzat. Simetria ulertzeko modu hori (transformaziorik egon den ala ez bereizi ezin izatea) oso emankorra izan da azken 400 urteetako zientzia-ikerketan. Hiru dira garapen aipagarrienak: (I) kontzeptua simetria fisikoetara zabaltzea, (II) talde-teoriaren garapena eta haren aplikazio zientifikoak, (eta III) «simetria-haustura» kontzeptuaren garrantzi gero eta handiagoa.

Simetriaren haustura

Zientzia modernoan, simetriaren haustura simetria bera bezain garrantzitsua izatera iritsi da. Hainbesteraino, non haustura hitzaren bidez adierazten dugun, erabat hautemangarri eta materiala den zerbait puskatuko balitz bezala. Izan ere, praktikan hala ulertzen da kontzeptua.

1894an, Pierre Curie frantziarrak simetriaren garrantzia nabarmendu zuen simetriaren printzipioaren —edo, bere omenez, Curie printzipioa ere deritzonaren– bidez. Haren arabera, efektu batek ezin du bere kausak baino simetria gutxiagorik izan; alegia, efektu batek beti gordeko du bere kausak zeukan simetria edo simetria falta.

Curieren printzipioa fin-fin bete zen berrogeita hamar urte baino luzaroagoan zientziaren alor guztietan, baina arazo ugariri egin behar izan zion aurre 50eko hamarkadan, funtsezko zenbait aurkikuntza egin zenean. Printzipioak zutik iraun zuen erronka horien ostean ere, baina ia ezagutezin bihurtu arte aldatuta.

Curieren printzipioak aurre egin behar izan zion lehen erronka supereroankortasunaren testuinguruan agerturiko berezko simetria-hauste fenomenoa izan zen (eremuen teoria kuantikoan ere azalduko zen berriro geroago). Emaitzen egonkortasunari zegokion. Izan ere, problema simetriko baten emaitza simetrikoa ezegonkorra izan zitekeen; emaitza egonkorra, berriz, ez zen bere kausa bezain simetrikoa. Beraz, bazirudien Curieren printzipioa urratzen zela. Efektu kontzeptuaren esanahia zabalduta konpondu zen arazoa: teorikoki, kausa batek efektu multzo bat eragiten du (emaitza multzo bat, beraz), denak maila berean probableak, nahiz eta aldi bakoitzean bat baino ez ikusi; ondorioz, multzo osoa da kausaren simetria daukana, eta ez ikusitako efektua soilik. Arrazoibide bihurritu samarra da, baina balio izan zuen printzipioa baztertu behar ez izateko.

Bigarren erronka paritatearen urraketak ekarri zuen. Bertan, esperimentu baten emaitza posibleak bere ispilu-irudia menderatzen du. Urraketa hau Tsung Dao Lee eta Chen Ning Yang fisikariek aurreikusi zuten 1956an, eta Chien Shiung Wu fisikariak eta haren laguntzaileek detektatu zuten esperimentalki 1957an. Kasu honetan, kausa kontzeptua aldatuta da posible printzipioak irautea. Interakzio nuklear ahula gobernatzen duen legeak simetria hausten du, eta, Curieren printzipioa mantentzeko, legea kausaren barruan dagoela ulertu behar da.

Laburbilduz, Curieren simetria-printzipioak iraun du, baina zabaldu eta aldatu egin behar izan dira kausak eta efektuak ulertzeko moduak.

XX. mendearen bigarren erdian berezko simetria-hausteak biologian ere hartu zuen garrantzi handia. Fisikan ikusi dugun arrazoibidearen antzeko ibilbideari jarraitu zitzaion. Organismo oro (birusak kanpo) simetria handiko izaki gisa hasten da; sinplifikatuta, zelula isolatu eta esferiko gisa. Organismoa garatu eta hazi ahala, egoera simetrikoa gero eta ezegonkorragoa bihurtzen da, izan barneko indar eta tentsioengatik edo ingurumenekoengatik. Ezegonkortasun horrek simetria haustea eragiten du: organismoak aukeran dituen taxutze guztien artean, egonkorrena hautatuko du, nahiz eta hain simetrikoa ez izan. Hala, egonkortasunaren eta simetria-haustearen arteko dinamikak mugatu egiten ditu organismo batek hazkuntzan har ditzakeen forma posibleak. Organismoak une bakoitzean aukeran dituen egoera posibleetako zein aukeratuko duen bere barneak kontrolatuta egon daiteke (adibidez, DNAren barruko jarraibideen bidez), edo ingurumenak kontrolatuta (esaterako, tenperaturak edota konposatu jakinen presentziak).

Hortik ondorioztatu daiteke berezko simetria-hausteak errotik aldatu duela eboluzioaren teoria ulertzeko modua.

Darwinen ikuspuntutik, eboluzioak hamaika aukeraren artean esploratzeko askatasuna du, eta hura modu oso orokorrean soilik mugatzen dute lege fisiko eta kimikoek. Ustezko askatasun horrek, ordea, gertaera paradoxiko, edo, behintzat, arras deigarriak ekarri ohi dizkigu. Adibidez, espezieen leinu ezberdinetan oso itxura antzekoak garatzea, edo, teorian aukera ia infinituak egonda, errealitatean aukeren azpi-multzo nahiko mugatua baino ez gauzatzea.

Gertaera deigarri horientzako azalpen posible bat da dinamikoki egonkorra denak asko baldintzatzen duela biologikoki posiblea dena. Ikusi dugun bezala, hori ulertzeko giltzarri da simetria-haustearen kontzeptua.


Egileaz:

Cesár Tomé López (@EDocet) zientzia dibulgatzailea da eta Mapping Ignorance eta Cuaderno de Cultura Cientifica blogen editorea.


Itzulpena:

Lamia Filali-Mouncef Lazkano

Hizkuntza-begiralea:

Xabier Bilbao

Simetriari buruz idatzitako artikulu-sorta:

Utzi erantzuna

Zure e-posta helbidea ez da argitaratuko. Beharrezko eremuak * markatuta daude