左右手相反转

【为什么人在照镜子时，左右对换，而上下没有】

探讨镜子反转左右之谜

人人都照镜子，对镜子总是使物体左右反转习以为常。然而，你可知道藏在镜子里的这个谜团，让古往今来的许多大学者为之苦恼，至今尚无定论。

在洗脸、整理服装和发型时，人们经常要照镜子。在这个矗立在我们身边的镜子里，竟然潜藏着让很多人困惑的现象：面对着镜子站立的人，他的姿势与映在镜子里的镜像并不是完全一样的。如果在镜子前举起你的右手，则映在镜子里的你看上去像是举起了左手，即实像与镜像刚好是左右反转。

或许你会那样说：“镜子使左右反转不是理所当然的吗？”可是，镜子对上下又是如何处理的呢？镜子不会把你的头映在下，脚映在上边。镜子使物体左右反转，却不使物体上下反转，这又该如何解释呢？

镜子反转了前后，而不是左右！

为什么镜子使物体左右反转，而不使物体上下反转的问题，自古以来就被称为“镜像难题”。早在公元前360年左右，古希腊哲学家柏拉图就试图研究镜子使物体左右反转的原理。即使到了现代，像日本的朝永振一郎、美国的费曼这样的诺贝尔奖获得者，以及许多的物理学家、哲学家甚至心理学家，都尝试着对这个问题进行解答。

最近，日本法政大学的吉村教授提出了自己的见解，他认为镜像问题不仅涉及到镜子的几何光学性质，还涉及到人在看映在镜子里的像时的心理作用，这是镜像问题成为千古之谜的原因之一。

从物理学的角度看，镜子形成像的机理是怎样的呢？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、向右和向前。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，箭头与箭头重合，箭尾与箭尾重合。可是，惟独与镜面垂直的向前的箭头，实物和虚像方向反转，箭头和箭头不能重合。

这样看来，镜子其实是把物体的前后反转了。可是，为什么我们感觉到的却是左右方向的反转呢？

心理原因钻进镜子

面对镜子，举起右手，这时映在镜子里的自己举起了哪只手呢？在这个场景中，自身和镜像是面对面站立的，因此吉村教授认为，在照镜子的人的头脑里，会设想将自身的姿势水平旋转180度，绕了半圈后站在镜像的位置，这个动作可以叫做“绕入”。这时比较一下举的手，照镜子的人会发现，经过绕入、站在镜子旁的自己和镜子里的像举的手是相反的，绕入的自己依然举右手，镜像举的却是左手。正是在这个时刻，人猛然发觉，镜子让自己左右反转了。

但是在前面已经说过，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。可是镜前的人要是把绕入的自身和镜像比较，却会发现，两者前后是一致的，没有变化；在上下方向上，镜像也与实物一致，经过绕入后还是不变；只有左右方向，发生了改变。这样看来，镜子反转人体左右方向的原因，其实是当我们把镜像和实物进行比较时，有优先让上下方向和前后方向保持一致，然后再去比较左右方向的倾向。这个倾向难道是心理上的作用？

吉村教授认为，人们所用的“左右”、“上下”、“前后”概念，其实都是定义而已。人在定义自己所在的空间坐标系的时候，对于上下和前后，以身体形态上的特征作为标准。比如，人们定义头的方向是上，背的方向是后。但是，由于人的外观大体上具有两侧对称的特点，因此在外观上没有区别左右的明显特征，所以吉村教授觉得，人们定义左右的过程，其实是利用了上下和前后的定义，左右只是一个相对的定义。这就是左右定义的特殊性，人们必须先确定好上下和前后方向，然后才去考虑左右的问题。在照镜子的时候，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。

镜像问题又惹麻烦

镜像问题似乎解决了。但是，吉村教授关于镜子又提出了一个有趣问题：人们看映在镜子里的物体时，有时会感觉到左右反转，有时却感觉左右不反转，为什么会这样呢？

我们照镜子，就会感觉到左右发生了反转；但是生活中也有感觉左右不反转的事例，比如说汽车的后视镜。假设你坐在车里，有人骑摩托车试图超越你的车，在后视镜里，当你看到试图从右侧超越自己的摩托车时，真实的情况是，它的确是打算从右边超越过去。在这个情形下，尽管我们看到了映在镜子里的车后的像，但是却不会产生左右反转的感觉。如果将这个搞错了，以为既然是镜像，左右反转，因此判断摩托车是想从左边超越自己，则十有八九会发生交通事故。

吉村认为，比较一下产生左右反转感觉和不产生左右反转感觉的两种情况，我们会发现，对自古以来所提出的镜像难题，即“为什么只有左右反转，而没有上下反转”的问题，有必要再进一步探讨其中的奥秘。按照吉村教授的想法，镜像问题应该改写成如下形式：“人们在看映在镜子里的像时，在什么情况下感到左右反转，在什么情况下感觉不到左右反转？”

反视镜中的混乱世界

要深入研究镜像问题，可以借助反视镜。

所谓反视镜，是指戴上它后，看到的整个视野与平时恰好完全颠倒的眼镜。由于颠倒有上下轴的反转和左右轴的反转两种，所以反视镜也分两种：“上下反视镜”和“左右反视镜”，每一种反视镜内均装有棱镜，通过棱镜的一个面起到镜子的作用，使整个视野反转。

戴着上下反视镜看前方，人们马上会强烈地感觉不舒服。这是因为通常无可质疑的天在上地在下的景象突然颠倒过来。另一方面，如果戴上左右反视镜，却不会有别扭的感觉。如果是第一次用这样的镜子看景色或人物时，一开始会感觉很寻常，就像看镜子里出现的镜像一样。但是，正是这寻常之处，暗含着陷阱！

比如，戴着左右反视镜穿越走廊。步行之时，如果看到左侧的墙逐渐靠近自己，身体于是调整，把前进的路线向右边偏。但是实际上，正在靠近的是右边的墙，所以身体移动恰恰正在靠近墙而不是远离墙，最后人将一头撞到墙上。另一方面，戴着上下反视镜却不会引起如左右反视镜这样的混乱。这是因为难以忍受的别扭感觉使脑子里写上了“这个映像是虚假”的意识，人的行动也会变得小心翼翼。

反视镜的情况给人们研究镜像问题提供了新的思路。

镜像问题的答案

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。如果看到自己头的方向上的物体，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”。

但是，戴着上下反视镜时，这个身体坐标系就不好使了。这个时候，要判断出看到的物体的准确位置和方向，就必须在头脑中重新建立一个坐标系，把原来的上面转换成下面，下面转换成上面。对于上下反视镜和左右反视镜的世界，都是映在镜子上的世界，我们的头脑似乎会灵活地选择适合自己视野的不同坐标系。

反视镜的研究给“在什么情况下感到左右反转，在什么情况下感觉不到左右反转”的问题提供了启示。吉村教授注意到，转换的坐标系是解决镜像问题的关键。

回到“映在后视镜上的摩托车”的例子。在驾驶员的视野中，不管是镜子内或镜子外，都能看到延伸向前方和后方的道路，两者的方向实际上是相反的。但是，由于道路一般都是左右对称的，因此人很容易忽略前后道路的反转感。这个时候，我们会下意识地在镜子内外的世界里使用同一个坐标系，所以在后视镜的场景中，人对镜中的像不产生左右反转的感觉。

当人照镜子的时候，却是另一种情况。看到镜子里的自己的像时，人会不由自主地把头脚方向作为上下，腹背方向作为前后，这样在镜子里应用了一个坐标系，而且它与镜子外的人体固有的坐标系不一样。这个时候，镜外的坐标系不是原封不动地纳入镜子里，而是通过绕入的方式，使镜内的上下和前后与本身的坐标系重叠在一起，结果，左右反转的感觉产生了。

根据上面的分析，吉村教授总结，当人们用共同的坐标系捕捉镜子内外的世界时，不会产生左右反转的感觉，例如后视镜中摩托车的问题。而如果人们用不同的坐标系分别适用在镜子内外的世界时，我们就会产生反转的感觉。很显然，镜子的神秘有潜在的心理机制的作用。

通过对镜像问题的研究，我们会发现，大脑意识是具有可塑性的，脑内生理上的机制可以根据后天情况加以改变，产生对后天情况的适应。通常，我们毫不怀疑地使用上下、前后、左右的概念生活着。但是，如果情况改变，我们的大脑能够把过去的常识封锁，重新塑造出另一套坐标系。总之，镜子既平凡又神秘，它把我们的大脑引向无边无际的深邃世界里，而且，它就是我们身边的一个神秘世界的入口，这是多么地不可思议。

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