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镜子左右颠倒 为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒?

2017-02-12 16:08:04


为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

小朋友大朋友,你每天照镜子的时候,有无曾想过这样1个问题?

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

为何镜子里的我是左右颠倒的呢?

比如,假定东方不败右脸上有1颗痣,那末他在镜子里的倒影,看起来是在左脸上有1颗痣。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(东方不败右脸上的痣,看起来跑到了左脸上)

为何我们在镜子里的倒影不是上下颠倒,而是左右颠倒的呢?

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(为何照镜子的时候不是上下颠倒的呢?)

在回答这个问题之前,我们先做1个小小的思想实验。

假定在遥远的3体星上住着1种3体星人。这类3体星人为了行动方便,所以终究进化成了1种类似轮胎的圆形,就像下面这张图1样。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(4个F仅用来辨别上下左右,不是3体星人的1部份)

假定对他们来讲,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1样。

那末问题来了,如果这样的3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?

(镜子里的我到底怎样了啊啊啊啊)

先别急着给答案。

如果3体星人依照“上下”的垂直轴将自己旋转180度,那末3体星人就是“左右”颠倒的。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(图A:和按垂直轴旋转180度后的图象相比,镜像左右颠倒了)

同理,如果3体星人依照“左右”的水平轴“BIU”1下将自己旋转180度,那末3体星人就是“上下”颠倒的。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(图A:和按水平轴旋转180度后的图象相比,镜像上下颠倒了)

所以3体星人可以说,他们是“上下”颠倒的;也能够说,他们是“左右”颠倒的,是否是?

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(好像有甚么不对)

3体星人怎样可以既上下颠倒,又左右颠倒呢?为何人不能上下颠倒呢?

其实你注意到没有,3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,也能够左右颠倒,取决于他想怎样旋转了。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(长成海星这样,是怎样对称呢?)

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。其实人的镜像也能够是上下颠倒的。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(你会直觉地用垂直轴旋转自己。用垂直轴旋转的话,你的镜像看上去是左右颠倒的。)

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3体星人遇到的情况没有任何差别。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(如果你用水平轴把自己旋转180度的话,会发现你和你的镜像实际上是上下颠倒的。所以,究竟是上下颠倒,还是左右颠倒,取决于你用甚么轴进行旋转)

如果你把镜子垫在脚底下,你也能够发现,你“上下”颠倒了。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(踩在镜子上,你就“上下”颠倒了)

那末,镜子究竟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,哪知道甚么上下左右呢?它也不可能去随意挑1个轴来旋转你,对不对?

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(你和你的倒影,到镜面的距离是1样的,所以你是被前后颠倒了)

镜子颠倒的,实际上是你到镜子表面的距离。换句话说,镜子是把你相对镜子的“前后”颠倒了。

为什么镜子里的我是左右颠倒,而不是上下颠倒? | 睡前科学故事

(还不懂?看看这张图,前后颠倒的道理是否是很清楚?)

也就是说,镜子并没有选择任何1根“轴”把你转了180度,而是直接把你前后翻了1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。

7君的镜像:7君,你说的我好像有点明白了...

7君:你明白甚么了?

7君的镜像:你胖成球以后,终究晓得了世界的许多真谛...


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