长江日报2024年11月16日发布: 照镜子为什么左右颠倒,而上下不会颠倒?
作者:山茅 | 责任编辑:Admin
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这是一个很有意思的问题,镜子不是各向同性的吗,怎么会出现某个方向颠倒而另外方向不变的事情呢?很多人都有上述困惑,总感觉似乎哪里不对劲,但是又说不清楚。
照镜子的困惑
事实上,题目的说法本身就有问题,在后面的分析中我们就会看到。
必须明白,所谓上下左右前后,都是基于照镜子的人自身定义的方向。
当我们站在镜子面前时,总是很自然地以自己头顶方向为上,以脚底方向为下。请注意,是以自己的身体为参照定义的上下,而不是以天空为上地面为下的客观世界去定义。
上下没有“颠倒”
当我们看到镜子中的人,头顶方向和自己一致,就会认为上下没有颠倒。不妨设想一下,倒立起来照镜子,会怎么样呢?你会发现,镜子中的人的“上下”还是没有颠倒,但是周围物体的“上下”全部颠倒过来了。这个实验充分说明,所谓上下完全是人们习惯以自己为参照定义的方向而已,镜子是不会颠倒上下的。
那么左右颠倒是怎么回事呢?
左右似乎真的“颠倒”了
站在镜子面前,伸出右手,镜子中的人伸手指向何方呢?如图所示,显然还是右方。但是,由于镜子中的人和自己一模一样,人们总是在潜意识里把它看作为自己,想象自己旋转半圈到镜子里去,那么必须伸出左手才能和现实世界的人指向一致。这就是人们以为左右颠倒了的根源所在。
这时我们就能看出,用“颠倒”这个词并不合适,非要用的话,必须首先准确定义何为颠倒。
旋转180°就能颠倒了吗?如下图所示,显然是不行的。
旋转180°,不能和镜子里的像重合
左右对称变换就能颠倒了吗?如下图所示,仍然是不行的。
左右对称,也不能和镜子里的像重合
我们发现,必须通过旋转和对称,顺序无所谓,总共两次变换,才能使得实物和像重合。这样的两次变换,能称为“颠倒”吗?可见题目本身就不准确,镜子也没有使左右发生颠倒。
那么镜子到底颠倒了什么呢?事实上,准确的说法是镜子产生了“镜像”这个变换。如果非要用“颠倒”这个词的话,只能说前后颠倒了。
所谓前,指的是人们面向的方向,后指的是背向的方向。当人们向“前”移动时,也就是靠近镜子时,镜中人同样在向镜子靠近,移动方向其实是向“后”的。但是人们往往又不自觉地以镜中人的视角去看,总感觉镜中人也是向“前”在移动,这就是照镜子过程中经常产生的错觉。
镜像变换
不妨设想,不进行任何变换,让人直接走进镜子里面去,如下图所示。
走入镜子
这个过程中,必然会出现,人和像完全重合的时候。镜子干了什么呢?它唯一能做的,无非是时刻保持人和像与镜子的距离相等而已。
最终结论是,镜子不能使上下左右颠倒,但可以使前后颠倒,左右颠倒的感觉是人们以自身为参照得到的一种错觉而已。
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最新评论
武景 2024-11-15 13:23
如果非要用“颠倒”这个词的话,只能说前后颠倒了。
IP:50.23.2.*
韩海华 2024-11-15 22:21
所谓前,指的是人们面向的方向,后指的是背向的方向。
IP:57.19.3.*
Harley 2024-11-15 23:23
但是,由于镜子中的人和自己一模一样,人们总是在潜意识里把它看作为自己,想象自己旋转半圈到镜子里去,那么必须伸出左手才能和现实世界的人指向一致。
IP:58.92.3.*