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照镜子为什么是左右颠倒,而不是上下颠倒?

2014-05-13
照镜子为什么是左右颠倒,而不是上下颠倒?

作者: 范翔 physixfan

这是个虽然简单但是很有意思的问题,以前也曾跟同学讨论过。今天看到在知乎上这个问题的回答里有很多人写的太复杂,所以这里写一个尽可能简洁易懂的回答。

这个问题的核心在于各个方向的定义,为此需要做一个区分,物理上和感官上的定义其实是有区别的。

物理上,镜子真正颠倒了的方向只有前后,而上下左右都没有颠倒。说的更严谨一点,如果设x为垂直于并指向镜面的方向,y为上,z为右,则镜子的作用是:x变为-x,y变为y,z变为z。

而感官上,对人类来说,前后的定义是眼睛冲着的方向为前,上下是头脚的方向,而左右是什么呢?只能用叉乘来定义了,前叉上为右。镜子里仍然以眼睛冲着的方向为前,故前为-x方向;镜子里头脚的位置没变,所以上下不颠倒,故上仍为y方向;于是通过叉积的定义,右=前叉上=(-x)叉y=-z,于是此时左右就被颠倒了。

最后总结一下就是说,感官上,上下的定义是根据绝对位置的,但左右的定义是相对的,所以最后在人类看来是上下不颠倒而左右颠倒了。。

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原文链接:http://www.physixfan.com/archives/2305

2条评论

还可以用左右手来打比方。左右手是天生镜像的,如果手心和四指的方向保持一致,那么两个大拇指将会分隔两侧,如果手心和大拇指的方向保持一致,那么四指就会变成反方向。但是由于手指反方向使得两之手感觉上的相似度小于大拇指异侧时的相似度。所以人们普遍感觉是大拇指反过来而不是手指-手掌反过来。也就是说,当人们考虑颠倒时,是基于位置朝向转换后相似度最大的状态来考虑的。同理,原像头脚反转180度时与镜像的相似度远不如头脚为轴旋转180度,因此感觉上是颠倒的是左右。

解释得太复杂,其实一句话就够了——两只眼睛是左右不是上下长的。。。



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