为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒?

作者: 七君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2016-11-02

本文通过一个思想实验解释了为什么镜子里的我们是左右颠倒而不是上下颠倒的现象,指出镜子并没有选择任何一根轴来旋转我们,而是直接把我们前后翻了一下。

小朋友大朋友,你每天照镜子的时候,有没有曾经想过这样一个问题?为什么镜子里的我是左右颠倒的呢?比如,假设东方不败右脸上有一颗痣,那么他在镜子里的倒影,看起来是在左脸上有一颗痣。为什么我们在镜子里的倒影不是上下颠倒,而是左右颠倒的呢?在回答这个问题以前,我们先做一个小小的思想实验。假设在遥远的三体星上住着一种三体星人。这种三体星人为了行动方便,所以最终进化成了一种类似轮胎的圆形。

假设对于他们来说,往地面的方向也是“下”,往天上也是“上”,而他们的“左”和“右”也和我们一样。那么问题来了,如果这样的三体星人去照镜子,他们看到的自己,是“左右”颠倒,还是“上下”颠倒的呢?先别急着给答案。如果三体星人按照“上下”的垂直轴将自己旋转180度,那么三体星人就是“左右”颠倒的。同理,如果三体星人按照“左右”的水平轴“BIU”一下将自己旋转180度,那么三体星人就是“上下”颠倒的。

所以三体星人可以说,他们是“上下”颠倒的;也可以说,他们是“左右”颠倒的,是不是?其实你注意到没有,三体星人既是上下对称的,也是左右对称的,所以他的镜像既可以上下颠倒,也可以左右颠倒,取决于他想怎么旋转了。而人类是左右对称的,所以你会直觉地认为,人的镜像是左右颠倒的。其实,如果你用“左右”这个水平轴旋转180度的话,你就会发现,其实你的镜像也被镜子上下颠倒了。这和三体星人遇到的情况没有任何差别。

如果你把镜子垫在脚底下,你也可以发现,你“上下”颠倒了。那么,镜子到底是怎样颠倒镜子前面的物体的呢?它总不可能又上下,又左右颠倒吧?镜子又没有大脑,哪知道什么上下左右呢?它也不可能去随便挑一个轴来旋转你,对不对?镜子颠倒的,其实是你到镜子表面的距离。换句话说,镜子是把你相对于镜子的“前后”颠倒了。也就是说,镜子并没有选择任何一根“轴”把你转了180度,而是直接把你前后翻了一下。

下面这个来自《终结者》的小动画可以帮助你理解这个原理。

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