@ 2013.01.07 , 15:58
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镜子反转左右而非上下之谜

站在一面镜子前,你会注意到你T恤上的文字翻转过来了。头发的某一部分在镜像中也切换到了另一边。本是长在左耳上的痣,在镜中却长在右耳上。在你面前站着的是一个完全颠倒的身体结构。左变成右,右变成左,而上还是上,下也还是下。彷佛镜子知道颠倒左右,却不知道颠倒上下。

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情况并不是这样的,当然,镜子毫不知晓你的姿态,它只是简单地反射打在它上面的光线,像任何静物都知道的那样客观地反射。然而为什么,又是什么时候反射光会形成左右翻转的镜像落在你的眼睛里呢?

回答很简单,反射光没有形成左右翻转的镜像。事实上,什么使水平轴在镜面反射的情况下如此特殊这个问题是镜子自身的缺陷造成的。因为镜子并不会反转左右或上下,而是反转前后。换句话说,你的镜像是沿着三维空间来反转的,就像一只手套的里面翻外面一样。

有一个思维实验可以解释前后反转这个概念。假设你能够挤压你的身体至完全扁平,想象你的身体可以穿透自己,同时不破坏身体的各种组织。当你站在镜子面前,而且鼻尖紧压着镜面,很容易设想镜中的那个你就是实体的你水平旋转180度后站在镜子后面。

实际上,从镜子的方向看,你的背面是压平的,由于身体在形式上平展如煎饼,你的正面(你身体的每个部位都位于鼻尖后面,同时位于实体背面的前面)、你的后面和鼻尖都处于同一平面(也就是镜子所在的平面)。当你的背面继续往里挤压,穿过镜子所在的平面、透过你的正面,直到在镜子那一边得到新的形体。这样就产生了新的你,并与实体的你相对称。但是实体的你和镜像的你不能互相重叠。

还有另外一种方法来思考,也就是被物理学家 Richard Feynman 所普及的方法。站在镜子面前,标记你所面向的方向。在这个思维实验中,我们暂且假定你面向北方。右手指向正东,那么镜像中你的右手也指向东。左手指向正西,镜像中你的左手也指向西。这是因为这些方向都处于与镜子平行的平面上。同样地,指向上或下,你的镜像也会跟着做同样的手势。

但是哪怕脱离那个平面一丁点,思维就开始摇晃了。记住:你的镜像是因为垂直于镜面的坐标系而反转的。试着垂直指向镜面,也就是你的指尖指向正北。那么镜像中指尖就直接指向你,不是指北,而是指南。

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备注:
一个简单的实验:找一面镜子垂直于地面放置,在镜子前面依次放三个箭头,箭头的指向分别是向上、向左和向前。垂直镜面,从镜子外向镜子里移动箭头,我们将看到,向上和向右的箭头的实像和虚像会重合在一起,箭头和箭头重合,箭尾和箭尾重合。可是,唯独与镜面垂直的向前的箭头,实物与虚像方向反转,箭头和箭头不能重合。这样看来,从光学角度讲,镜子其实是把实际的物体前后反转后形成了像。可是,为什么我们感觉到的却是左右方向的反转呢?原来,通常在面对周围的物体时,我们是以自己身体作为坐标系来判断它们的位置情况。如果看到在自己头上的物体,就会判断“那个东西在上面”;如果看到自己左手方向有个物体,则会判断“那个东西在左边”。在照镜子的时候,我们却以镜子中的像作为坐标系,本来是前后反转,却最后强加给了左右方向,于是在人的眼中,镜像和实物出现了左右反转。本文译自 io9,由译者 panpan 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 112+1

[3] 2 »
  1. 熊飘过
    @1 year ago
    3200059

    @不破不立: 你只需遮蔽一只眼即可

  2. 儿童
    @2 years ago
    2946384

    概念之争。什么叫上下?宇宙中有上下么? 上下是人类定的概念,脚丫挨着地球叫下,远离地球的脑袋,叫上。而左右是个相对的概念。 远离地球,以置身于宇宙的角度来看,你也可以把天空叫右,地面叫左。

  3. 儿童
    @2 years ago
    2946373

    放松的方式发送方式地方

  4. 不破不立
    @4 years ago
    2306234

    那些说因为眼睛是一左一右横着长的,请问你们瞎了一只眼的独眼龙看镜子里是啥样的啊?智商捉急。

  5. 松泡泡
    @5 years ago
    1731212

    其实这个问题再简单不过了,因为你的眼睛是左右长得啦。

  6. 1726408

    第一张图居然打码 什么心态
    第二张 囧

  7. 1722077

    @rona: 当时我也这么想的..在复制反得不就完了么 后来一想 要真那样作者就画不下去了

  8. 1718203

    好好的帖子为什么配个这么2的图

  9. 1717223

    p3-3
    福利:勾引自动琢磨的即视感助解txt假图(显示格式未详,也许需要粘贴到文本中才正常)

    __________________________
    § §
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    =( # )~

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    \\ /— / \
    ■]

    ~ⅩⅨⅧⅦⅥⅤⅣⅢⅡⅠ
    ==口口口口口口口口口口======

  10. 1717221

    p3-2
    奇异之粉碎解:
    其实把”对脸那个自己“虚拟成立体物,并且粉碎成很小的局部、各给推算一个立体空间位置,就发现,它

    们以及相应的真人身体部位,都和真正眼睛有相同的位置关系:

    真正的米粒,在真正眼睛的左下方,”对脸那个自己“的米粒,也在真正眼睛的左下方。
    其他情况也一样,粉刺、额头都在眼睛上方,下巴都在下方,伸出的舌头要么都在右下方,要么都在

    眼睛的右下方,不会同时一个偏左一个偏右。

    所以镜像的相对位置参考点,是在真正眼睛。(毫不希奇:真正的观察点,就是真正有效的相对

    位置参考原点。)

    所以自己照镜子时,脑袋虽有点儿弄虚作假,但保持把眼睛当作基准,比眼睛高的都是”偏

    高“,不会引起”下巴在上,额头在下“的过度错觉(适应纵向实际情况)。

    但为什么把横向调反?
    完全因为自己经常和别人正立、对脸直视地交往,把处理有关信息的神经活动模式弄得倾向于适应大量同类刺

    激,除非故意花很多时间精力训练”失重场合交际舞“(估计有些”宇航老油条“无意中练过),变成习惯化

    模式(涉及到神经细胞怎么联网架构的硬件基础调整),如果故意制造不太过分的错觉,把镜子里的虚

    像理解成“和自己对脸直视的真人“,神经活动需要做的确实和真正的对脸

    直视别人差不多(信息处理的有限程度容错,可以直接套用很多现成的硬软件功能),效率远远高于要把

    镜中的自己理解成”左手在右边,右手在左边“。

    综上,镜子反射成像(这里说的是平面镜)的”上下不变,左右交换“,属于常人适应正立对脸交往、又想不

    太频繁地照镜子和自己的虚像交往,从而把习惯思维模式稍稍扭曲一下,造成的错觉。而由于这个错觉一般不

    造成值得注意的坏影响,人们习以为常、以为果然正常,然后以为真的是”平面镜功夫高强,上下不翻左右翻

    “了。
    其实,这种平面镜从来不出诡异、脑神经则把”眼睛是空间位置测量参考基

    准“的工作原理隐含在视觉信息处理结果中,没有特别说明出来,因为它所服务的真人基本上都在强重力条件

    下活动,一般都需要正立在平地上对脸交往,没有兴趣去琢磨失重生态的适应问题,所以作为觉得费

    解但也不求甚解的”无所谓怪诞现象“搁置在镜子中,需要在实际生活遇到有关的大问题了,或者自己有兴趣

    钻它牛角的”奇异猎人“发起足够多的攻击波,才会”哦,原来如此“地破解完毕。

  11. 1717211

    p3-1

    人有习惯性思维,引起的自我误导型错觉。

    镜子里只是自己身体的发光(被镜子反射的)构成的虚像。
    但平面镜反射效果挺好,让虚像清晰反映了自己身体的模样(对各个局部而言的),于是自

    己做了一串拐骗自己的思维:

    1.因为平时直视别人,可以清晰看见别人身体模样,所以:如果同样清晰地看见人体模样,那么肯定是在

    直视真人。
    2.服从以上规律,因为自己正看见清晰的人体模样,所以:自己正在直视真人。
    3.特别考虑“现实”情况,因为自己正在做“照镜子看自己”的事,所以:自己正在直视的“真人”,

    就是自己。

    于是,把照镜子理解成“两个真人,自己和自己,正在面对面直视”。
    奇异的感觉由此产生:
    1.发现自己左嘴角的米粒,在“对脸那个自己”的右嘴角上,自己伸出舌头向左去舔,能舔到,与此同时,

    “对脸那个自己”却在伸舌头舔右嘴角,并且舔到ta的米粒。“真是左右相反啊!”自己不禁感叹。
    2、发现自己额头的粉刺,也在“对脸那个自己”的额头上,而不是在ta的下巴,自己伸舌头向上去

    舔,”对脸那个自己“也从低空伸出舌头向上舔,并非从高空的脑门伸出舌头向下舔,于是大家都舔不到

    。“可惜上下不颠倒,否则看见舌舔额头该是多么的刺激啊!”自己不禁遗憾起来。

  12. 1716635

    有人玩 ToHeart 2 吗?

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