¿Cuáles son algunas aplicaciones de la simetría en la vida diaria?

Como humanos, tendemos a respetar el espacio personal de los demás en la medida en que tomamos medidas para optimizarlo. Esto lo vemos todos los días en los baños públicos y en los urinarios. Por ejemplo, si hay cinco compartimientos / urinarios, y están numerados en orden [1,2,3,4,5], el orden en que se llenan generalmente es 1-> 5-> 3-> x- > x o 5-> 1-> 3-> x-> x. Incluso encontramos humor cuando una persona no está en contacto con esta ley natural del espacio personal optimizado. Esta imagen, por ejemplo, ha estado flotando en Internet desde hace un tiempo y se llama ‘Etiqueta urinaria mala’:

¿Pero qué hay de los ascensores? ¿La Ley del Espacio Personal Óptimo (LOOPS) también se aplica aquí? Vivo en el piso 17 de un edificio de gran altura y trabajo en el centro en el piso 23 de un edificio de oficinas y he observado, en un espacio de datos de muestra muy grande, que esta ley se mantiene con gran simetría. Déjame analizar la geometría del ascensor aquí:

n = 1

en un plano bidimensional, esto es solo un punto o un solo nodo. (Obviamente he señalado al jinete como un smiley y al elevador como un rectángulo).

Esta persona no necesariamente tiene que estar en el medio. A menudo, esta persona se apoyará contra la pared posterior o en una de las esquinas traseras para apoyarse. Eligen la parte de atrás en anticipación de que más personas entren al elevador.

n = 2

Esta es una línea.

Este es el posicionamiento predeterminado que encuentro con más frecuencia con un extraño en un elevador. A veces, ambos nos apoyaremos en nuestras respectivas esquinas traseras en un día particularmente agotador. Los lectores inteligentes señalarán que el espacio óptimo entre los dos en realidad sería la diagonal de este rectángulo. Si bien esto es cierto y sucede ocasionalmente, tendemos a fallar hacia atrás en caso de que recojamos más pasajeros a lo largo del viaje.

n = 3

Esto es un triángulo.

Es posible que la figura anterior no esté dibujada a una escala exacta, pero este triángulo equilátero es la configuración más común que he visto entre tres ciclistas. Sin embargo, una cantidad razonable de veces, se formará un triángulo rectángulo cuando la persona superior decida que no debe obstruir la puerta y elija posicionarse en la esquina superior derecha o superior izquierda. Si los botones están solo en un lado, generalmente terminarán en esa esquina después de presionar por su piso. En un verdadero experimento de vacío en el que no hay que considerar la obstrucción de la puerta, creo firmemente que este triángulo equilátero resultará siempre, ya que optimiza el espacio personal por igual.

n = 4

Esto es un rectángulo.

Con cuatro pilotos, esta configuración ocurre más del 90% del tiempo, suponiendo que no haya borrachos a bordo. Básicamente, todos entienden intrínsecamente que con cuatro personas dentro de un elevador de cuatro lados, esta configuración proporciona un espacio personal óptimo para todos. No hay ninguna obstrucción en la puerta a considerar, y todos tienen dos esquinas para soportar su peso en lugar de una sola.

n = 5

una sola persona anidada dentro de un rectángulo

Ahora, cuando agrega una quinta persona a la configuración anterior, ¿dónde más puede esta persona pararse sin asustar a nadie? El medio: exactamente equidistante de todos los corredores para no significar ningún sesgo hacia ningún extraño. Esperemos que no haya turbulencias porque la quinta rueda aquí no tiene esquinas contra las cuales apoyarse y debe estar constantemente alerta en cada parada en el caso de que un piloto detrás de él necesite salir. Ser quinto en un ascensor puede ser estresante.

n = 6

un rectángulo con seis nodos

Una vez que entra una sexta persona, volvemos a caer en la elegante simetría del rectángulo. La persona n. ° 5 puede compartir la pared posterior para dejar espacio para la persona n. ° 6 que ocupa el lugar justo en frente de la puerta, lo que optimiza el espacio personal y también requiere el menor esfuerzo en el viaje.

Y ahí lo tienes. La gente se posiciona inconscientemente como las seis caras de los dados. En n> 6, encuentro que el elevador generalmente está demasiado abarrotado y el caos comienza a abrumar el orden. A menudo, una variable imprevista como una persona con sobrepeso o un olor corporal picante produce asimetría antes de n> 6. Por desgracia, solo somos humanos.

Hay muchos ejemplos de matemáticas (en particular, grupos y sus acciones, especialmente en objetos combinatorios y en múltiples) y física (aplicaciones del teorema de Noether, permutaciones de partículas indistinguibles, etc.), pero responderé esta pregunta en un sentido más general, que puede ser más interesante para un público más amplio. Además, es divertido pensar en la simetría en estos términos.

Una simetría es cualquier cambio en un sistema (objeto, circunstancia, etc.) que resulta en un cambio no perceptible (medible) en el resultado de una observación en ese sistema. Esta definición es congruente con la intuición típica que tenemos de simetría. Si tomamos un cuadrado como nuestro sistema y tomamos la rotación en 90 grados como nuestro cambio, el cuadrado se verá exactamente igual que antes de hacer el cambio de rotación. El conocimiento de la simetría de un sistema nos da el poder de predicción, cuyo alcance puede depender de cuán rigurosamente modelamos y comprendamos la simetría. Nos permite ignorar ciertas variables (esto a veces se denomina cociente por un grupo) y aún esperar el mismo resultado (observación). Como resultado, utilizamos la simetría, a veces inconscientemente, en el proceso de toma de decisiones de prácticamente todas las tareas que realizamos. Aquí hay unos ejemplos:

Usamos la simetría en situaciones sociales. Esperamos que las personas actúen de la misma manera en ciertas circunstancias comunes, independientemente de muchas variables que puedan modificarse. Por ejemplo, mi expectativa de que un barista detrás del mostrador tome mi pedido en una cafetería sin importar el estilo de cabello que usen, sin importar el clima actual, sin importar lo que realmente decida pedir. Se podría argumentar fácilmente que la simetría es omnipresente en las normas sociales y que no se puede navegar en la sociedad de manera efectiva, sin utilizar estas simetrías.

Usamos simetría en el tráfico. A pesar de todos los diferentes tipos de automóviles en la carretera y los diferentes tipos de personas que los conducen, esperamos que los automóviles se detengan en las luces rojas y las señales de alto. El uso de esta simetría nos permite decidir que es seguro cruzar la calle cuando la luz es roja para cruzar el tráfico. Es interesante observar las simetrías temporales del tráfico más pesado durante las horas pico y el tráfico más liviano a las 4 de la mañana que podemos usar para hacer estimaciones de los tiempos de viaje. Estas simetrías son invariables con respecto a los días de trabajo y cualquier día, respectivamente, pero claramente no a la hora del día.

Usamos simetría cuando interactuamos con máquinas (bien construidas). Cuando inserte mi llave y gire completamente el encendido de mi automóvil, espero que el automóvil arranque. Esto no depende de la ubicación de mi automóvil, si llueve o no (aunque otras condiciones climáticas podrían ser una influencia, en estos casos, no son operaciones de simetría). Mi conocimiento de esta simetría me ahorra el esfuerzo de considerar los arreglos de viaje de respaldo, y me permite planificar un día de hacer mandados de manera más eficiente al centrarme en otras variables.

Se puede decir mucho más, pero en pocas palabras, las simetrías guían nuestras vidas al permitirnos hacer predicciones útiles (y a menudo precisas), así como ayudarnos a comprender los cambios que realmente marcan la diferencia. Por supuesto, el mundo real no es tan simétrico como uno podría desear, y la medida en que un sistema es invariable bajo una operación dada no siempre es clara.

Supongamos que realmente quiere decir simetría y no súper simetría. La simetría es una fuerza evolutiva muy fuerte de la naturaleza.

Daré solo un ejemplo divertido: no ciencia real fuera de curso.

La atracción humana de rostros humanos simétricos ha sido “estudiada”. Cuanto más simétricos, más bonitos encontramos a esas personas. Es subconsciente para la mayoría de las personas. Muy pocas personas tienen caras simétricas. No, mi nariz apunta a la derecha. (tal vez debido a un accidente automovilístico en mi juventud, tal vez sea genéticamente, no lo sé. No hay imágenes claras de mí cuando era niño) Siempre y cuando mueva la cara en una conversación y evite que me vean de frente mucho tiempo, pocas personas podrán darse cuenta. (nadie me lo dijo, siempre tuve que decirles)

Tome una imagen nítida de usted mismo, divídala en dos y luego refleje en espejo la mejor parte.

Estoy bastante seguro de que te gustará más que la foto original.

¿Qué tal el rodamiento de bolas? Esa es la forma más simétrica posible en tres dimensiones y es difícil imaginar que el mundo moderno funcione sin ellas.

Posiblemente aún más fundamental para la sociedad es la rueda, que es la forma más simétrica posible en dos dimensiones.

¿Sabes que sin simetría no tendrías electrónica moderna, por lo tanto, computadoras?

Los procesadores se basan en silicio en un estado donde los átomos se ensamblan simétricamente. El reloj está hecho de un pequeño trozo de cristal de cuarzo y sus propiedades no existirían sin la disposición simétrica subyacente de los átomos.

Hay muchos otros ejemplos también en biología donde la vida no existiría sin una simetría subyacente.

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