При взгляде на зеркальное отражение возникают мысли о симметрии. В жизни мы понимаем под симметрией либо зеркальную симметрию, когда левая половина предмета зеркально симметрична правой, либо центральную, как у пропеллера. В физике это понятие имеет более широкий смысл — неизменность физических явлений при какой-либо операции, например, при переносе установки из одного места в другое или при ее повороте. Важнейшая симметрия, пронизывающая всю современную физику, была обнаружена в начале двадцатого века. Это симметрия относительно «поворотов» в пространстве- времени, где, кроме обычных трех координат, четвертая координата — время. Отсюда следует, что законы природы одинаковы во всех равномерно движущихся друг относительно друга системах координат — положение, лежащее в основе частной теории относительности Эйнштейна. Позже Эйнштейн предположил, что существует более общая симметрия: законы природы одинаковы и в ускоренно движущихся друг относительно друга системах координат, если добавить определенным образом выбранное поле тяготения. Тяготение «эквивалентно» ускорению. Эта симметрия должна соблюдаться «локально» — в каждой точке пространства можно выбрать свою «локальную» систему координат и записать законы природы в такой форме, чтобы была видна их неизменность при изменении даже таких локально выбранных систем координат. Так Эйнштейн получил уравнения теории тяготения. В этих уравнениях в левой части стоят величины, характеризующие геометрические свойства пространства, а в правой — постоянная тяготения, умноженная на величину, определяющую плотность энергии. Он» были выведены из требования, чтобы их вид не изменялся ни при каких изменениях координат.
Как видно из уравнения, геометрия пространства зависит от плотности энергии! Это удивительное утверждение было впервые проверено в 1919 году по отклонению лучей света, проходящих вблизи Солнца, от далеких звезд. В дальнейшем многие следствия теории тяготения подтвердились на опыте с большой точностью.
Требование локальной симметрии лежит в основе всех новейших построений теоретической физики.
Разумеется, нельзя на одной странице рассказать о роли, которую симметрия играет в современной науке. Но пусть из этих строк возникнет хотя бы слабое представление о том. к каким далеким последствиям привело развитие житейского понятия симметрии.