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Geheimnisvolle Formensprache der Natur

Symmetrie

Warum ist der Schneekristall symmetrisch? © Caltech

Die Welt, in der wir leben, beruht auf grundsätzlichen Symmetrien: Oben und unten, rechts und links, innen und außen – die Dimensionen scheinen immer einen spiegelbildlichen Widerpart zu besitzen. Und auch die Natur um uns herum spiegelt diese Symmetrie wieder: Der sechszackige Stern der Schneeflocke, die spiegelsymmetrischen Flügel eines Schmetterlings, die Streifen des Zebras oder Tigers und auch wir selbst – alles scheint von einer allgegenwärtigen Ordnung, einem Grundmuster der Natur zu zeugen.

Selbst im Universum mit seinen annähernd kugelförmigen Himmelskörpern, den geordneten Bahnen der Planeten und mehr oder weniger symmetrischen Galaxien und Spiralnebeln herrscht Symmetrie.

Diese gemeinsame Eigenschaft vieler natürlicher Phänomene erstaunte 1952 auch den Symmetrieforscher Hermann Weyl: „Symmetrie schafft eine zugleich wundervolle und lächerliche Verwandtschaft zwischen Objekten, Phänomenen und Theorien, die äußerlich betrachtet nichts miteinander gemein haben: So der terrestrische Magnetismus, polarisiertes Licht, natürliche Selektion, Gruppentheorie, die Struktur des Universums, Vasenfomen, Quantenphysik, Blütenblätter, die Zellteilung von Seeigeln, Schneeflocken, Musik und die Relativitätstheorie…“

Von der seltsamen Ordnung der Natur waren schon die Philosophen und Naturforscher des Altertums fasziniert. Der griechische Bildhauer Polykleitos war 500 vor Christus der erste, der für diese spezielle Formensprache den Begriff „sum metria“ – Gleichmaß – prägte. Sein Zeitgenosse, der Mathematiker Pythagoras, schloss aus der Betrachtung der Kugel als der symmetrischsten und vollkommendsten Form der Geometrie auf die Kugelgestalt der Erde und ihre Bewegung auf einer kreisförmigen Bahn.

Später versuchte Leonardo da Vinci, in seiner berühmten Zeichnung der menschlichen Gestalt den goldenen Schnitt wiederzufinden. Für ihn war klar: „Der menschliche Erfindergeist… wird nie etwas erdenken, das schöner, einfacher oder genauer zu sein vermag, als es die Natur vollbringt; denn ihren Erfindungen fehlt es an nichts und sie haben auch nichts Überflüssiges an sich.“

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Doch warum? Woher kommt diese allgegenwärtige Symmetrie und wozu dient sie? Was ist das Geheimnis dieser Formensprache?

Inhalt:

  1. Überblick
    Das Wichtigste in Kürze
  2. Zum Weiterlesen
    Links zum Thema
  3. Drehen, spiegeln und versetzen...
    Was ist Symmetrie?
  4. Das Geheimnis der Schönheit
    Warum ist symmetrisch auch schön?
  5. Ein Zeiger für die inneren Werte...
    Symmetrie als Gesundheitszertifikat
  6. Symmetrie ist Trumpf
    Ebenmaß und Partnerwahl
  7. Bewegung bestimmt Form
    Warum die Außerirdischen symmetrisch sind
  8. Zylinder, Türme, Tropfsteinhöhlen...
    Formenvielfalt in Natur und Technik
  9. Wozu hat das Zebra seine Streifen?
    Symmetrie als Schutz oder Identitätsmerkmal
  10. Innen ist nicht gleich außen
    Das Rätsel der inneren Asymmetrie
  11. Wirbel, Reihen und Spiralen
    Denkt die Natur symmetrisch?
  12. Blätter, Mathematik und Evolution
    Welche Vorteile bringt die Fibonacci-Anordnung?
  13. Spiralen, Winkel und die "göttliche Proportion"
    Der Goldene Schnitt in der Natur
  14. Die Wunderspirale
    Nautilus und die logarithmische Spirale
  15. Sternchen aus Eis
    Das Geheimnis der Schneekristalle
  16. Auch das Universum ist symmetrisch...
    ...oder doch nicht?
  17. Gott ist ein schwacher Linkshänder...
    Kobalt und das Problem der Symmetrie-Verletzung
  18. Ohne Asymmetrie keine Materie
    Warum es uns nicht geben dürfte

Nadja Podbregar
Stand: 14.11.2001

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Symmetrie
Geheimnisvolle Formensprache der Natur

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Zum Weiterlesen
Links zum Thema

Drehen, spiegeln und versetzen...
Was ist Symmetrie?

Das Geheimnis der Schönheit
Warum ist symmetrisch auch schön?

Ein Zeiger für die inneren Werte...
Symmetrie als Gesundheitszertifikat

Symmetrie ist Trumpf
Ebenmaß und Partnerwahl

Bewegung bestimmt Form
Warum die Außerirdischen symmetrisch sind

Zylinder, Türme, Tropfsteinhöhlen...
Formenvielfalt in Natur und Technik

Wozu hat das Zebra seine Streifen?
Symmetrie als Schutz oder Identitätsmerkmal

Innen ist nicht gleich außen
Das Rätsel der inneren Asymmetrie

Wirbel, Reihen und Spiralen
Denkt die Natur symmetrisch?

Blätter, Mathematik und Evolution
Welche Vorteile bringt die Fibonacci-Anordnung?

Spiralen, Winkel und die "göttliche Proportion"
Der Goldene Schnitt in der Natur

Die Wunderspirale
Nautilus und die logarithmische Spirale

Sternchen aus Eis
Das Geheimnis der Schneekristalle

Auch das Universum ist symmetrisch...
...oder doch nicht?

Gott ist ein schwacher Linkshänder...
Kobalt und das Problem der Symmetrie-Verletzung

Ohne Asymmetrie keine Materie
Warum es uns nicht geben dürfte

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