开通VIP,畅享免费电子书等14项超值服
首页
好书
留言交流
下载APP
联系客服
左右对称是指,站在镜子面前,你抬左手,镜中是右手,你抬右手,镜中则是左手。
但问题来了,为什么不是上下对称,你的头不是对应镜中的脚,你的脚不是对应镜中的头?
(对称应改为颠倒稳妥点)
谢谢大家抬爱。我再次修改答案,希望能解释清楚。
一切源于物理中有两种不同的矢量:真矢量和伪矢量 [1]。
真矢量的特点是,照镜子时,垂直镜子的分量方向相反,平行镜子的分量方向不变。
伪矢量的特点是,照镜子时,垂直镜子的分量方向不变,平行镜子的分量方向相反。
伪矢量经常是两个真矢量叉乘的结果。
典型的例子包括角速度(位矢 X 速度),角动量(位矢 X 动量),磁场(电流元 X 位矢)
下图中车身反向,车轮的旋转是伪矢量,照镜子后同向。
现在看人体的相对位置。
上下的定义:头为上,脚为下。
前后的定义:胸在前,背在后。
以上都是真矢量。
左右的定义:旋转方向指向头为左转,指向脚为右转。
换句话说:从头向脚的方向观察,逆时针旋转为左转,反之为右转。
注意,这个定义涉及一个真矢量(从头向脚),和一个伪矢量(旋转)。
再次提醒,旋转的方向定义如下图所示。
现在考虑镜子的位置:
面对镜子,
前后方向垂直于镜子,真矢量翻转。
上下方向平行于镜子,真矢量不变。
旋转方向平行于镜子,伪矢量翻转。
综合得左右翻转。(旋转方向变了)
头顶镜子,
前后方向平行于镜子,真矢量不变。
上下方向垂直于镜子,真矢量翻转。
旋转方向垂直于镜子,伪矢量不变。
综合得左右翻转。(观察方向变了)
侧对镜子,
前后方向平行于镜子,真矢量不变。
上下方向平行于镜子,真矢量不变。
旋转方向平行于镜子,伪矢量翻转。
综合得左右翻转。(旋转方向变了)
@魏敬贤 用 上X前 来定义左,在侧对镜子时不成立。
【刁士涵的回答(74票)】:
其实左右都没有反,而是你选用的参照系有变化,如果你以东南西北作为参照系,就会发现,没有什么是反的。
关于这个问题,王建硕曾经有一篇帖子写的非常深入,在此给出链接和原文
昨天贴出来一个小智力题:
答案一:因为眼睛是左右长的
这是很多人第一个想到的。但如果我们只有一只眼睛(比如闭上一只),看到的翻转并不因此改变。
答案二:因为眼睛的成像是倒着的
答案三:左右根本就没有反
这其实是通向正确解必经第一步结论。想到这一步其实已经不容易了。
在镜子里面,左边的还在左边,右边的还在右边,其实并没有“反”。但接下来的问题是,为什么我们把“上面还在上面”的情形叫做“没有反”,却把“左边还在左边”的情形,不假思索的认为是“反”的呢?
答案四:因为两只手是对称的,头和脚不对称
也不需要更多分析,两只手一只拿个乒乓球,另外一只拿个香蕉,不对称了,依然觉得是反的。
答案五:因为人一般是左右转的,很少上下翻转,没有上下翻转的经验
不对,就算是人倒立起来照镜子,他依然会觉得上下是正的,左右是反的。
答案六五:因为是绝对定义和相对定义的不同
这是我觉得正确的答案。
上下,按照定义,是以大地为标准的。天空为上,大地为下。
左右,按照定义,是以自己为标准的。心脏为左,另外一边为右。
上下,无论人怎么转,转身,躺着,倒立,因为参照物是一个绝对的坐标系,所以上下不变;
左右,只要人转身,左右就变了;只要人倒立,左右也变了。
和上下相类似使用绝对坐标系的是东南西北。镜子里面从来也不可以颠倒东南西北的。
而如果说;“到了路口,向左转”,就不见得了,要看他面对的方向;
这种时候,人们常自然的弃用相对定义法,而使用东南西北这样的绝对定义法,或者先在两者之间建立一些关系然后再使用相对定义法(“面朝南,然后左转”)。
所以,在镜子里,如果你伸出双手,碰到镜子里的两只手,其实你的左手是碰到镜子里的人的右手,右手是碰到镜子里的人的左手(而镜子里的人的心脏是长在他的右边的)。。。
所以,镜子可以翻转左右却不可以翻转上下的原因是
左右的定义是以自身为坐标的相对定义法;而上下是以环境为坐标的绝对定义法。
附加问题:为什么天花板上装了镜子,又可以翻转上下了呢?
这是前天一起吃火锅时April问的问题。乍一听,还真的给问住了。
经过短暂的惊慌以后,才意识到,天花板上装镜子,和卫生间里照镜子不一样。天花板上的镜子真的颠倒了上下,就像穿衣镜真的颠倒了前后一样。
而前后是相对定义法,所以看镜子时候,相对定义法颠倒了一次,镜子颠倒了一次,经过两次颠倒,就没有让人有前后错乱的错觉;
上下是绝对定义法,经过镜子颠倒以后,因为绝对定义法本身没有颠倒,奇数次颠倒让人真的感觉到颠倒了,而且整个世界都颠倒了。。。
那么,还有后续的问题:
当四面都是镜子呢?
“天哪!饶了我吧!”
讨论首先是定义问题
相类似的问题,我们在饭桌上经常问道,绕了半天,才发觉是定义问题。
那天说起我家的院子,突发奇想,问道“为什么买来的草坪都长得很慢,反而杂草长得飞快,几天不除,就盖住了原来的草坪?”
像这道题一样,我们页争论了很多答案,结果发现,无论从狗尾巴草,到蒲公英,到不知名的野草,真的都长得很快;而买来的,无论是天鹅绒,还是什么足球场上用的草皮,都长得很慢。难不成自然界也有什么神奇的规律,把这两种草分开,赋予不同的特性吗?
结果,黄老师一针见血的指出:
长得快的草,我们定义为杂草
众人皆点头称是。
观点的相对定义和绝对定义
在争论的时候,混用相对定义和绝对定义常常让简单的问题变得复杂。
对于一件东西到底是好还是坏,贵还是便宜,甚至符合道德还是不符合道德,这种争论很难达成一致,因为大家使用的定义法,常常是相对定义法。
比如,这台电视的标价是贵了还是便宜?这个答案很难说,因为要看自己的定义贵和便宜的标准;
而如果说,这台电视是2000元,所有人都会同意,虽然他们还是不会同意到底是贵了还是便宜了。
当我们用绝对定义法描述世界的时候,我们是在描述这个世界;
当我们用相对定义法描述世界的时候,我们在描述的,其实不是这个世界,而是自己所处的位置。
对于一个电视,我问:“这个电视买得起吗?”回答者在回答的时候并不再描述这个电视的价格,却泄露了他的经济状况;我们:你看这个公交站牌上面是写着当前站呢还是一个线路表?回答也并没有描述站牌,而告诉我了我你在这个站牌的哪一边。
【魏敬贤的回答(17票)】:
@陈浩老师讲的矢量和伪矢量的概念以及它们在镜面里的性质是一种简单完美的数学理论,不过确实要很认真的思考才能明白。我觉得我写的和@刁士涵的意思差不多,只是更简短一点,供更喜欢看短答案的同学们看一下。
想象一下,对一个球来说哪边是左哪边是右?是不是无所谓左右?因为它没有前后。想象在远离地球的没有上下概念的宇宙空间里,有一个圆盘,一面是黑色一面是白色,我们定义白色那面是圆盘的“前面”,黑色那面是它的“后面”,那它的左右在哪?是不是也找不到?这是因为它没有定义上和下的概念。可以看到: 左右的概念是由上下概念和前后概念决定的,如果把上和前分别定义为一个矢量,左则是((向上的矢量)叉乘(向前的矢量))所指向的方向。 镜子使人的前后发生的翻转,而上下没有变,所以左右的概念也跟着发生了翻转,也就造成了镜外的左对应镜里的右。同样,如果把镜子安装在天花板上,则镜中人相对于镜外人上下发生的翻转,而前后不变,所以左右也发生了翻转,镜外人的左手会对应镜内人的右手。
【仲唐的回答(8票)】:
@陳浩的答案稍微高深了点,其实用坐标系解释也是可以的。
首先需要想明白的是,潜意识里,我们是按头顶方向,目视方向的右手螺旋方向(即叉积的方向)来定义“左”的。
为了说明更清楚,我们先定义一个世界坐标系:把镜子两面的对应点连起来,取其中一条连线为z轴。原点取为这个z轴和镜面的交点。
在这个世界坐标系下,镜子的作用就是,对镜子外的人就做了个变换,即z坐标乘以-1,产生了镜子里的人。
对墙上的镜子,就取水平方向和竖直方向为x,y轴。
由于镜面变换对于x,y是对等的,所以镜面变换在水平和竖直方向没有区别。但为什么上下和左右会不一样?
这是因为垂直和水平是世界坐标系中的概念。而左右上下不是。
换个思路,假设人的每个点的坐标没变化,只是所在坐标系变了。
定义左手方向,头顶方向和目视方向为坐标系的x,y,z轴正方向,原点随意。这个时候,镜面变化相当于把坐标系的z轴反向了,各个点的坐标不变。
此时,右手系变成了左手系。即与头顶方向(+y),目视方向(+z)成右手螺旋的,是右手方向(-x)而不是左手方向(x)。
自然的,左右也变了。
至于为什么照天花板上的镜子,上下会反,那是因为……这个时候上下是世界坐标的z轴,它真的是反了。
【alphonsez的回答(6票)】:
因为镜子反转了“前后”。而左右是相对于“前”来定义的。所以看起来你的右手,是镜子里的左手,但其实那还是在镜子外的你的右边。上和下不受到左右反转的影响。你转身180度,上还是上,下还是下。但不同的是,镜子里人的“右手”其实还是你的左手。
如果镜子里不是人,是书,上下会本能地根据文字的方向来定义,而左右是相对于根据书页的法线(前)和上来定义的,所以会左右互换,看到的文字也是反的。
说到底,右手系坐标系统的前后反转,上下不变,就成了左手系。这是一个通过旋转完成不了的转换。
【李垚的回答(4票)】:
的确如王建硕那个日志所说的是定义的问题,但我觉得他讲得还是不太对。
这里的上下肯定不是以大地为标准的,而是定义为头为上,脚为下。
之所以我们认为镜子里的人左右发生偏转了的原因其实很简单:因为左右的定义和人的朝向有关,你的朝向旋转了左右方向就跟着旋转了,但是上下不会。镜子里你的朝向反了,所以左右反了。
【马褂的回答(4票)】:
因为左右是相对的,而上下是绝对的
【张良茂的回答(3票)】:
我朋友@津谷壹岐的回答:左右对称是指,站在镜子面前,你抬左手,镜中是右手,你抬右手,镜中则是左手。但问题来了,为什么不是上下对称,你的头不是对应镜中的脚,你的脚不是对应镜中的头?
首先,关于左右对称的定义是错的。
因为你的左右对称的说法已经预设了人自己的左右手是对称的,构成循环定义。
如果一个右小臂萎缩的患者在镜子前举起右手,那么镜子里的就绝不是左手(因为把背向镜子时拍的照片与镜子里的影像对照,就发现“两个左手”的长度不一致。镜子里的左手不是人身上的左手,而是右手的对映体。
此外,关于上下对称的定义也是错的。头对映脚不是对称,而是旋转。
【流浪者的歌的回答(8票)】:
看楼上大多用物理、心理、哲学学科方法等分析,我姑且从生物进化角度分析一下吧。
我们可以从人的本身即生物属性来考虑此问题。
为什么是一种有头部、有骨骼、并且两侧对称的的生物矗立在你观赏的镜子面前,而不是一个无规则的多细胞体,或者身体是上下对称体制的生物出现?
动物的结构体制(body plan),是反映一个动物体的整个结构和功能体的体制,是在胚胎发育中建立的,并在系统进化中产生较大的变化,从而使动物适应不同的生活环境。
动物进化是由机体的不对称向两侧对称发展,而两侧对称发展正是从低级动物通向包括人类在内的高级动物的至关重要的一环。
一、对称(symmetry)
在动物多种多样的体制中,最基本的是对称问题,它在一定程度上反映出动物的进化历程以及动物对不同环境的适应性。动物身体的对称大致可分为以下几种:
1、无对称(asymmetry):
一些原生动物(如变形虫)和某些低等的多细胞动物(如海绵动物)由于缺乏固定的结构型式而呈现不对称体形。
2、球形对称(spherical symmetry):
通过机体中心的任何平面都可把动物体分成相等的两部分。主要见于一些原生动物(如太阳虫,放射虫)。具有球形对称的动物最适应漂浮和滚动式的生活,因为它们悬挂在水中,上下左右的环境都一样。
3、辐射对称(radial symmetry):
通过身体的纵轴(中央轴)有许多个切面可以把身体分成相等的两部分(如大多数腔肠动物)。这种对称的动物只适应水中固着或漂浮生活。它们所处的环境只有上下之分,没有前后左右之别。
4、两辐射对称(biradial symmetry):
通过身体的纵轴(中央轴)只有2个切面可以把身体分成相等的两部分(如海葵)腔肠动物。这是介于辐射对称与两侧对称之间的体形。
5、两侧对称(bilateral symmetry):
通过身体的纵轴(中央轴)只有1个切面可以把身体分成相等的两部分。从扁形动物开始出现两侧对称。
棘皮动物幼体时两侧对称,而成体则是辐射对称。这种变化是棘皮动物适应从活动生活逐渐过渡到很少活动或固着生活方式的结果,称为次生辐射对称。与腔肠动物原始的辐射对称不同,这是退行性进化。
总之,动物的结构体制发展趋势是随着进化越来越高级。
再说下动物对称的几种类型:
二、分节(metamerism)
分节现象是指胚胎及成体出现的、沿身体纵轴排列的许多相似段落的现象,每一段称为一个体节(somites)。分节现象出现在较高等的种类(两侧对称的动物),如环节动物、节肢动物和脊椎动物中。每一节的内外结构有重复,如肌肉、血管、神经等。体节相似的称同律分节(homonomous metamerism),如蚯蚓;体节不相似的称异律分节(heteronomous metamerism),如昆虫。
脊椎动物的脊椎骨和脊神经有明显分节现象,陆生脊椎动物腹部仍保留分节的肌节。
所以人不会是一个圆乎乎的、头、颈、躯干、四肢等啥都不分的多细胞的肉球出现在面前。
三、头部形成
头部明显出现的现象为头部形成(cephalization),主要出现在两侧对称的动物中。头部形成是一个极为重要的标志,头部的出现伴随神经和感官的集中,有利于这些组织和器官的充分发展;同时由不定向运动变为定向运动。这种体制提高了动物对不断变化的环境的应变能力,趋利避害,并有利于向前运动和提高运动速度。 包括视觉、嗅觉、触觉等都在头部高度集中体现。
脊椎动物出现了嗅、视、听等集中的感官。背神经管分化成脑和脊髓,脑进一步分化为大脑、间脑、中脑、小脑和延脑。发达和集中的神经中枢是脊椎动物重要的进步性特点。有了脑和感官,再加上保护它们的头骨,就构成了明显的头部。因此,本亚门又称有头类(Craniata)。循环系统出现了位于消化道腹侧的心脏,作为强有力的唧筒,推动血液循环。排泄系统出现了集中的肾脏,代替了分节排列的肾管,能更有效地排出代谢废物。脊椎动物还出现了成对的附肢,即水生动物的偶鳍和陆生动物的四肢,这就大大提高了运动的能力。
而头部一般在躯体最前端或者最上端,所以不会出现上下对称这种现象。
所以出现的你是用头部的眼,在照看镜子的这一幕。
四、骨骼化(skeletogeny)
骨骼化是生物结构复杂化的基础。他最初是作为防卫的器官,以后逐渐成为动物身体不可缺少的支持、运动和防护结构,并从外骨骼向内骨骼进化。大多数无脊椎动物具有碳酸钙为主要成分的外骨骼;节肢动物具有几丁质的外骨骼;而脊椎动物具有更为完善的、符合力学原理的内骨骼。
这也是人不是如一滩软绵绵的蛞蝓等动物的形态出现。
总之,进化使然吧。
【苏江东的回答(2票)】:
镜中像和本体沿镜子平面上任何一条直线对称。试想下你的照片贴在镜子上,是不是任方向贴上去都可以。
这和人对镜中影像的解释有关。通常人类把镜像理解为自身而且沿用原先命名的左手右手(废话)。似乎你站到对面去就会变成镜中影像 。根本不是这样的。你无论怎么改变位置都没法变成镜中的你。误以为左右对称是因为人体本身差不多但不完全是左右对称。
看下图。这是差不多但不完全上下对称的耳塞。你觉得镜子里面它是左右对称还是上下对称或者是别的什么对称?
还是要感谢提问者提出这个有趣的问题。
【张晓菲Shawphy的回答(2票)】:
镜子颠倒的是前后
既不是左右也不是上下。镜子总是反转与镜面垂直的矢量而不会改变与镜面平行的矢量。
然后,人定义左右是基于先确定上下和前后之后的,所以上下不变,前后颠倒,于是大脑内定义的左右也就颠倒了(但实际上左右没有颠倒)。
我的这个答案基本上就是 @刁士涵 的答案的简化版。
===============
说个题外话,儿童对于左右的认知要比上下和前后晚很多,通常要5、6岁才能正确识别左右,甚至不少成年人对左右的分辨速度也远远慢于上下和前后。
关于这个问题,有一本书里有详细阐述《右手.左手-大脑.身体.原子和文化中不对称性的起源》
不过这本书绝版了,上次我从出版社仓库里购得最后两本了……想看的可以去下载电子版
【黄滔的回答(1票)】:
因为人体基本是左右对称的,这个问题不涉及到人员结构,用初中物理知识,画一个镜子反射的光反射图,就明白了。这个问题本身就是一个伪命题。镜子是点对点反射了镜子前的物体,你抬起的左手,镜子里面的仍然抬起的是左手,而不是右手。
【侯旻的回答(1票)】:
我觉得这个就是简单的光线直线传播的问题。身体可以看做是一个发光体,身体的每个部分发出的光线相对于平面镜的投射高度是相同的。基于平面镜的成像原理,平面镜使一个右手坐标系的物体变换成左手坐标系,站在右手坐标系的位置上看镜中的像自然是左右颠倒了。
【王石的回答(2票)】:
看了@陈浩的答案,基本有点晕。
后来想了一下,大致理解了,为了各位同我一般的物理苦逼,我来重新描述得简单一点,开拓一下大家的智力哈哈哈。
按@陈浩的解释,原因是:垂直于镜面的矢量方向会变得相反,平行于镜面的矢量方向不变(伪矢量什么的就不谈了,没看懂- -)
那么,为什么左右会在镜子里相反?
首先,左右是相对于人来说的,是相对于人眼视线的方向而定义的,正常人眼视线的方向是向前(矢量),左边(也是矢量,有方向),就是垂直于视线方向向左。
而照镜子后,视线方向因为跟镜面垂直,因此反向了,在镜子里的人,视线方向就是向后了(相对于正常方向)。而左右的方向,因为跟镜面平行,因此不变,则对于镜子里的人,由于视线矢量方向跟你相反了,而左右矢量方向不变跟你一样,因此最终看起来他的左右就跟你刚好相反了,你举左手,镜子人就是举右手。
那么,为什么上下又在镜子里一样呢?
同理,因为上下的方向,也是矢量,是相对于地心引力的方向而定义的。地心引力方向为向下,相反的方向为向上。而地心引力的方向是和镜面平行的,因此,上下的方向在镜子里也是不变的。
不知道大家看懂没有啊!!!!!!!劳资写了这么多!!!!!你如果没学过高中物理或者高中物理只能考20分那么就真没办法了啊!!!!!不过不管你们懂了没有反正我是觉得我自己懂了我TM觉得好自豪好骄傲啊多谢陈浩开拓了我的思维增长了我的知识!!!!不过我还是要说你的答案实在太学术太深奥了我真的没怎么看懂啊我都是自学成才自己领悟的啊!!!!!
【乔锋的回答(0票)】:
我觉得跟人的眼睛是左右对称有关。可以想象一下:如果人站在一个跟自己等高等宽的镜子面前,等于是跟镜子平行的位置,看到的是左右逆反而非上下逆反是吧;但如果镜子位置不变,人横过来,那么看到的是不是就是上下逆反呢。就是说人眼睛如果是上边一只下边一只,看到的就应该是上下逆反了。
【李超的回答(0票)】:
其实左右根本没有反,我只是因为左右是个相对的概念,参考方向不同,左右也就会不同,就像你认为的你的左眼,在别人看来是在别人的右侧,同样你看镜子里的你跟别人看你一样。
【uuspider的回答(0票)】:
这个问题好神奇,想了想,高分子中有所谓手性分子,也是只讲左右,不提上下。
【C熊酱的回答(0票)】:
平面镜成正立的虚像,所以垂直方向对应。
我没理解错问题的意思吧?
【张谦的回答(0票)】:
镜子中的像与现实世界呈镜面对称,对于观察者来说,它反转的既不是左右,也不是上下,而是前后,即镜面的法线方向。
【马达的回答(0票)】:
以垂直于镜面为Z轴,垂直于地面为Y轴,建立坐标系于镜子上。则竖立的穿衣镜所产生的镜像变换为T[(X,Y,Z)→(X,Y,-Z)]{ }。{ }中是此变换的作用对象。
正常照镜子时,T[(X,Y,Z)→(X,Y,-Z)]{ }作用于X-Y平面中的人字形这个2维镜像对称[(X,Y)=(-X,Y)]的对象时,在此特殊情况下:
T[(X,Y,Z)→(X,Y,-Z)]{(X,Y)}=T[(X,Y,Z)→(X,Y,-Z)]{(-X,Y)}.
若记镜子的3维镜像变换为T{ },人字形的2维镜像对称性的变换为t{ },则T{ }和t{ }有共同本征向量,正常照镜子时的总变换为T-t联合变换:T{ t{ }}。本征方程 T{ t{人字形}}=k*人字形 的本征值1对应的本征向量集为(x,y)和(-x,y)。
所以在正常照镜子时人字形的对称性得到了保留,人在镜子里继续是“左右对称”的。
=============================
如果你站立到镜子上, 竖立的穿衣镜所产生的镜像变换仍然为T[(X,Y,Z)→(X,Y,-Z)]{ }。但是在这个坐标系下,人字形处于Z-X平面,其对称性表示为[(Z,X)=(Z,-X)]。此时本征方程 T{ t{人字形}}=k*人字形 的本征值1对应的本征向量集只有(x,y)。也就是说在这种照镜子的姿势下人字形自身的对称性被破坏了。
【付殊的回答(0票)】:
呃 又出现了这个问题 因为左右定义的是相对方向,而上下定义的是绝对方向
【xuli的回答(0票)】:
我觉得可以这样解析:其实镜子外的右手并没有对应镜子里的左手,镜子里的右手还是镜子外的右手,一开始就认为左对右、右对左这样的前提本身就是有问题,所以容易推出错误的结果;如果非要走到镜子里面看的话,那么其实镜子里人的右手对应是镜外人的左手,于是其实是一个坐标的问题。即为:左对右、右对左、上对下、下对上。
那么镜子里的上自然相对于镜子外面就是下,所以镜子里的头是在下的方向,脚所在的方向是上而不是下,所以其实命题也没错,的确是脚在上面而头在下面。
究终就是个名字的问题,我们不能把左右名字改了而没有改变上下的概念……
【荆全齐的回答(0票)】:
下面我尽量简单的解释这个问题。
楼上说的太复杂了,简单点,上下和左右不是相同坐标系下的概念,
上下是绝对坐标,左右是相对坐标。
上下描述的是位置。
左右实际上描述的是旋转。
我问你,什么是上,什么是下,
这个简单
头是上,脚是下,
嗯,这就是位置决定了上下
但是你说那只手是左?哪只是右?
说吧,左手是左?。。。。
跟右手相对的是左?
嘿,晕了吧,你从来没想过怎么定义左右的对吧。
这时候旋转的概念来了,拿一个人站好,从他头顶看过去。选择一个手为起点,人的胸口为第二个点,另一只手为第三个点,后背为第四个点,再回到刚才选择的手。
这样两只手为起点就分别画出了两个轨迹分辨位逆时针和顺时针的圆。这样我们就能区分左右了。
所以,上下是位置决定的,左右是旋转决定的。
镜子不会改变位置只会改变旋转方向。再回去看看刚才画的两个圆轨迹,他们是不是对方的镜像。
在回头把自己和镜子贴紧,趴在镜子上,头,脚,左手,右手位置是不是不变的,镜子里的你和本身的你身上每个点都是贴着的。说明镜子并没有改变你身上任何一点的位置。
在分别对镜子里你和实际的你进行刚才的画圆的操作,是不是方向反了?说明镜子改变了旋转方向,这时候你和镜子里的你呈现镜像对称的状态。
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【华严的回答(0票)】:
为什么你照镜子的时候,左右会倒转,而上下不会?
和上下,而不是前后?
为了更清楚地考虑这个问题,我们先把地球去掉,在太空中,我们直立站在镜子面前,
这时候,如果把上下左右前后都理解为方向的话,上下和左右在空间中是等同的,而唯
有前后与他们的地位不同。所以他会提问,为什么是左右颠倒,而不是上下颠倒。事实
上,最明显的是前后颠倒。
下面我们来看一下,是否真的是上下没有倒转,而左右倒转了呢?我们想象一个平行于镜
子向“左”或者向“右”的箭头,那么,在镜子中,箭头的方向是不会改变的,正如箭头向上或
者向下一样。但是,为什么很多人会默认镜子会将左右颠倒呢?我觉得,他们可能是这样
想的,镜子中,我的左手,变成了镜子中人的右手。注意,这时候,他所认为的左右手是这
样定义的:和我的左手能重合的手是左手,和我右手能重合的手是右手,于是乎他得出了上
面的结论。如果我们采取这种定义方式的话,我们确实看到了左手和右手的颠倒。那么这又
该如何解释呢?
我们可以看看我们左手和右手的区别到底是什么,为什么不能重合?因为我们的手有两
个面,而重合时需要保证两个面所朝的方向一致,一旦我们满足这个条件,我们就会发
现是因为左手和右手的旋转方向不同:面朝掌心,从大拇指到小指,左手是顺时针旋转
,右手逆时针旋转。也就是说,左右手颠倒,其实就是顺逆时针的颠倒。想到这一点后
,应该就可以理解了。
因为顺时针与逆时针是与观察的方向有关系的。下面分两种情况。当我们的手心面对镜
子的时候,左右手颠倒是因为我们在评价镜子里面的手的时候,被迫改变了观察方向,
而改变的原因是因为我们的手的前后面是不对称的。(如果我们没有厚度,我们会发现
我们和镜子重的人是可以完全重合的)。当手心向上的时候,左右手还是颠倒了,这时
我们并没有被迫改变观察方向,(都是朝着手心看,而镜中人的手心也是向上的),为
什么旋转方向依然会改变呢?用物理上的方法这是比较好解释的,因为表征顺逆时针的
矢量是轴矢量,而这种矢量的特点是照镜子时,平行于镜子的部分会改变方向(很奇怪
把),当我们手心向上时,这个轴矢量正好是平行于镜子的。正因为这种原因,好多人
不建议把轴矢量叫做矢量,而称为张量。不要用这套理论,怎么理解呢?我们可以想象两
个相互垂直的矢量,一个平行于镜面,一个垂直于镜面,分别记作1号和2号,由于镜面反
射,2号矢量反向,所以顺逆时针反向了。
总的来说,如果把左右当作方向的话,左右和上下一样,并没有颠倒。但是,如果按照
我们这个世界的左手右手来定义左右的话,左右颠倒了。颠倒的原因与表征顺逆时针的
轴矢量的性质有关,分两种情况考虑。
【魏不周的回答(0票)】:
初中物理上都介绍了,平面镜的成虚像原理----- 太阳或者灯的光照射到人的身上,被反射到镜面上(这里是漫反射,属于平面镜成像)。平面镜又将光反射到人的眼睛里,因此我们看到了自己在平面镜中的虚像。(这才是平面镜对光的反射)。平面镜中的像是由光的反射光线的延长线的交点形成的,所以平面镜中的像是虚像。虚像与物体等大,距离相等。像和物体的大小相等。所以像和物体对镜面来说是对称的。 你可以按照下面的图自己画一下。
【韩伟的回答(0票)】:
左右是依赖于前后的。
如果观察者观察的方向是从后往前看,那么左边是左边,右边是右边;如果观察者观察的方向是从前往后看,那么刚才的左边是现在右边,刚才的右边是现在的左边。因此如果前后颠倒将导致左右颠倒。
由于镜子对光的反射,所以人看到的镜子里自己面对着相反的方向,也就是说照镜子颠倒了前后。
因此,镜子里的前后颠倒导致左右也颠倒。
【文闻的回答(0票)】:
把镜子水平放置你还会这样问么?
拿着水平放置的镜子去思考,就懂了
【夜落喷火怪龙的回答(0票)】:
你把镜子放在头顶呢?这样算上下颠倒吗?
【陈天阳的回答(0票)】:
答案是唯一的。
第一,对于镜子而言,你的“左右”与“上下”是平等的,因此其对于"左右"与“上下”的作用,要么同时发生,要么同时不发生。
第二,对于人的形态,“左右”与“上下”是不平等的,因为将人左右翻转,仍然像人,而上下翻转就很奇怪了吧。
第三,原来都是心理作用,你认为“左右对称”而“上下不对称”是因为当你选择以左右对称的方式代入镜中时不会感到异样,觉得理所当然,而根本不会考虑奇怪的“上下翻转”版本,这种心理作用来源于人类对于自身形态的认知。
(抱歉,我的回答太冗长了)
【王志伟的回答(0票)】:
为什么你要说镜子里的手是左手呢!那明明是你的右手啊
【季烨的回答(0票)】:
真心觉得这是一个非常漂亮的问题,也看了几个精妙的回答,有高深的,有易懂的——但是也因为这个问题太好了,答案太多以至于自己的耐心不足没能看完。
但是还是情不自禁的要来回答下,或者只能来转述下,一下是费曼当年的理解:
这其实是一个心理认知上的问题。
我们把镜子中的影像想象成另一个人,我们无法想象自己是被一片片裁开,前后对调,所以把镜中的影像想象成是自己向左或向右转了一周,仿佛我们绕到了镜子后面去了,来面向另一边,就是这种心理上的认知转换造成了我们认为的镜子影像是左右对称,而不是上下对称。
书本也是一样,如果书上的字左右调过来,那就是因为我们把书本从左或右绕到垂直轴转过去半圈面对镜子。类比下,我们也可以把书从上面或下面转过去,如此一来,就会发现书上的字就会上下倒过来了。
所以,这其实是一个心理认知上的问题。
(PS:此处还只是转述,个人观点待修改。)
【于彬的回答(0票)】:
简单一句话:因为左右是相对的,上下是绝对的
【李建宇的回答(0票)】:
没那么复杂,想想你的眼睛为什么是左一只右一只,而不是上一只下一只
【叶畅的回答(0票)】:
平躺看看
【刀口尔的回答(1票)】:
陈浩的回答,开头一句话就有问题"镜子平行于地轴的话,南北不变,东西反向。如果镜子垂直于地轴,东西不变,南北反向。",难道用的是一维的镜子?一维镜子又怎么知道垂直方向上反向?二维镜子就跟观察者的方向有关系,而左右定义是相对的,直接依赖观察者方向。正如评论里某同学说的,照镜子时把脑袋转90度,你就明白了。
再进一步说,命题本身有问题。所谓左右对称,应该是左右对调后像不改变,这样看来镜子成像并非左右对称。本来就有一种对称,叫做镜像对称。
【张亮-Leo♂的回答(1票)】:
这题是问过的
我还回答过,发现再问的时候,大家还是不记得”倒影“2个字。题目本身有漏洞
还有,这应该算是”轴对称“吧,有啥上下左右么?
【刘喻的回答(0票)】:
粗粗看了下回答,完全可以用简单的思路回答。
首先,“左右”和“上下”的定义是什么?“左右”和“上下”是长期生活在重力世界里不自觉的反应,我们把和重力平行的称为“上下”,和重力垂直的称为“左右”或“前后”。
如果你直起你的小弟弟为轴顺时针转动90度,在镜子前伸出“左”手,则镜子中的你伸出的是“右手”,这,没错。但在我们看来,你的左手其实是镜子前的那个生物的"头",你的右手是“脚”,所以镜子前的那个生物其实伸出的是头,镜中伸出的是脚。
于是镜子里的你和镜子前的你就是“上下”对称的。
因此,镜子里的世界和我们的世界,既不是“左右”对称,也不是“上下”对称,应该是:在和镜轴垂直的方向上交换,在和镜轴平行的方向一致(镜轴指平行于镜面的任一直线,而非前几个回答中的“镜面”,和镜面平行是和镜轴平行的充分不必要条件)。
比如,重力和镜轴是平行的,故镜子内外是按重力垂直方向对称,重力平行方向一致的,而“左右”正好是重力垂直方向,所以给人一种“左右对称”的感觉。
最后,其实题干即便是“对称”这个说法也是不正确的,应该说,镜中镜外对于“左”和“右”的概念是“互换”的,即镜子外对于“左”的定义是镜子里对于“右”的定义。镜子里只有轴对称,没有中心对称。
【Jersey的回答(0票)】:
支持 @刁士涵 提到的答案六:因为绝对定义和相对定义的不同
面对镜子躺下来,那么镜子里的你就是 上下&左右 相反了
【杨光的回答(0票)】:
因为镜子是颠倒了我们的前后。
镜子里面的影像是将我们原地旋转了180度。跟上下左右没有关系。
只要将镜子里影像想象成三维而非二维,就不会有上下左右的问题。因为上下左右只是二维空间。
【临杰的回答(0票)】:
因为你的眼睛是左右长的~~
【王邃思的回答(0票)】:
同意其他同学说的定义问题,把一个“+ ”放在镜子前来观察该问题,就发现问题不存在了。
【皓月朗星的回答(0票)】:
因为照镜子的人是左右对称的啊。如果您平躺着照镜子,您会发现,镜子中的人在别人看来是上下对称的。
【肖成凯的回答(1票)】:
必须简单说
“左右”的概念是相对自身说的,“上下”的概念是与自身无关的。
你说镜中是反的,原因是你把镜中的“左右”给互换了。如果你是面向东站着的,那么你抬起左手,镜中抬起右手,但又可以说是“你俩”同时抬起北边的手。原来在上边的还在上边,原来在北边的还在北边。这样明白了吧。
关键在于 ,你不该自己把“左右”给互换了后再来问为什么镜中是反的,是你给换反的。。
【李晓煦的回答(0票)】:
物理中的空间各向同性,前后、上下是心理箭头而非物理箭头;与前后、上下相比,左右比较特殊,是由前后、上下这两个心理箭头结合手性派生的第三个心理箭头。认知心理学中有3维空间对象心理表征旋转的研究。成人具有3维旋转的心理表征能力,在面对头顶、前方、侧方任一镜子的镜中人时,都会通过3维心理旋转而不是镜像变换去匹配镜中人的上下、前后方向,继而表征其左右方向,发现不能匹配。
更有名的心理箭头与物理箭头讨论是第四维:时间箭头。在动力学中没有时间箭头,在热力学中才出现熵增时间箭头。由于某种较为深刻的进化机制,观察者的心理箭头(更确定的记忆与更不确定的预测)恰好与热力学箭头一致。
可以想象熵减的世界。但在那样的世界中,它的观察者心理箭头被镜像,仍然只能在心理的时间箭头上观测到熵增。从这个角度,热力学熵增定律可以是弱人择原理的推论。用前文那个思想实验的语言:如果上帝瞬间将整个世界作时间维度的镜像变换,世界中的观察者将不能发现过去与未来发生了逆转,至少在量子物理以外的物理学理论内是如此。
【孙瑞的回答(0票)】:
看到了好多精彩的答案,虽然有些没看懂……
我也想来掺和一下,说说自己的看法。我的看法基本上是基于心理学。
我同意参照系一说,类似的内容,心理学里解释稍有不同。
大家都知道,照镜子有一个前提,必须用眼睛看,那么就可以解释为,这是知觉心理学上的问题。
人对世界的认知完全依赖于自己的视觉,听觉等感知手段,这一点我想大家都同意。这里有一个容易犯的错误,就是认为”我们认知的是客观的,世界是什么样子的,我们看到的就是什么样子“。其实不然,我们的认知其实非常主观。这种主观主要是由于我们是依靠”自己的感官“去认知世界的。
用这种观点来解释照镜子时左右对称而不是上下对称的问题也是可行的。
当我们看一个人的时候,如果看到的是这个人的正面(看得到脸,这一点与照镜子时相同的),那么,他的右手边一定是我们的左手边。
而除非自己或对方其中一人倒立,我们看到的对方的上下方向一定与自己相同。
回过头来说照镜子。照镜子时可以想象成是看到镜子里面有一个人,面对着自己。这个时候,自己抬起了左手,那个人就抬起了右手。也就是说自己的”左“的方向,对那个人来说是”右“。而对方的上下方向和自己的上下方向是完全相同的。
下面是我的解释:因为我们看到别人的正面时,其相对方向的左右与自己是相反地,而上下与自己是相同的,所以在我们看到镜子里的自己时也是这么”觉得“。
这个观点也可以解释其他的关于照镜子的疑问,比如@刁士涵答案中提到的在天花板上装镜子。看天花板上的镜子等同于从2楼的窗户往下看,也是我们经历过的。
欢迎大家讨论。
【于晓文的回答(0票)】:
你们为什么回答的那么复杂?答案很简单。
因为照镜子的人长的左右对称,而不是长的上下对称。
【张萼辉的回答(0票)】:
因为镜子是平的,所以光也是平行射出的,而非交叉。它忠实地把每一个像素点的颜色和位置反应在镜子内的虚拟空间中。
【李浩的回答(0票)】:
在通常情况下,左右这个词是相对的,上下是绝对的。
要明白这个问题最好的方法就要改变方向的定义。
举个例子,我们左手香蕉、右手苹果,不再定义上下左右,而是用头(上)、脚(下)、香蕉(左)、苹果(右)定义人的四个方向。如果你说上(头)仍然是上(头),那我就可以告诉你,你的左(香蕉)仍然是你的左(香蕉)。如果这时候你还要说镜中人的左(香蕉)是你的右(苹果),那我就可以告诉你:很不幸,镜中人的上(头)就是你的下(脚),哈哈。
呵呵,都怪人长的太对称了。
【孙晓@kirch的回答(0票)】:
因为眼睛左右生。
【向涛的回答(0票)】:
你的眼睛是“左右”分布,如果你侧躺,这时候你原来的“左右”变成了你原来的“上下”,你会发现“上下”对称了,镜像就是镜像,本没有左右之分,只是参照物和坐标系不同而已。
【DanteTan的回答(0票)】:
多位大牛给出了专业解答了 画蛇添足一下
如果把垂直于地面定义为上和下 平行于地面定义为左和右
试想一下 如果你呈水平状态 横躺着 镜子中的你不就变成上下对称 而非左右对称了嘛?
【党玉涛的回答(1票)】:
看到@陈浩@刁士涵@流浪者的歌的回答后让我想起了一个管理老师的一句话:“知识就是把简单的问题复杂化."
这明明就是初中的物理,镜子是反射,当照镜子时镜子的另一边直接是另一个相同的世界,没有任何方向上的倒置,只不过那个虚拟的世界和本人是面对面的,我想对左右不分的人理解起来可能更容易一点。
关于镜子放在天花板上:同样道理,镜子里的人也没有倒置,只不过现在你和他头对头,你抬头看他,就好像你在二楼看楼下的人,只不过在楼上时是低头看,现在是抬头看而已
【陈知的回答(0票)】:
看天花板上的镜子,可以想象自己趴在地上看前面立着的镜子,一样得左右对称,只是多了垂直分量(姑且这样说)——垂直的身体。。貌似可以通俗地解释下@陈浩的,面对镜子,镜子里的像就是以我们身体为轴向左或右转180度,头脚位置不变(垂直分量不变)!头顶镜子,也就是上下相反,镜子里的像以双手为轴向上或下转180度,手的位置不变(平行分量不变)!
【keso的回答(1票)】:
这个问题应该这么问:
为什么一本镜子里的书,是左右翻转的,而不是上下翻转的?
【范圈圈的回答(0票)】:
这个问题本身就存在问题,人在照镜子时只能是镜外人与镜中人对称,不存在什么左右,之所以不会上下对称,是因为没人用头顶或脚底照镜子。