奇妙的镜中人

　　天天照镜子，你有没有发现镜中人有些奇怪：你点点头，镜中人也点点头;你向左歪歪头，镜中人的头却歪向右边;你抬起右手招了招，镜中人举起左手回了个招呼……作为你的一部分，镜中人似乎不是那么“言听计从”啊，这是为什么呢?

　　连通虚幻与真实的镜子

　　镜中人之所以如此奇妙，原因是在它的世界中，“上下”与我们是一样的，而“左右”却恰巧相反，因此在与“上下”有关的动作中，镜中人与我们一致，而与“左右”相关的动作中，镜中人与我们相反。那么，镜中人的“上下左右”究竟是如何决定的?

　　镜中人的“上下”与我们一致，“左右”相反，这其实是一件违反物理规律的事情。日常生活中，我们经常会见到透镜，其中中间厚、两侧薄的称为凸透镜，可以制成照相机、投影仪、放大镜等物品。光线在跨越两种不同介质时会发生折射，一束平行光从空气穿过凸透镜时会向中心折射，最终汇聚到一个点上，这个点到凸透镜中心的距离就是凸透镜的焦距。

　　被观察的物体与凸透镜的距离不同，我们看到的成像也不一样。如果被观察的物体放在凸透镜的焦距上，透过透镜，我们可以看见放大后的物体，这就是放大镜的工作原理;如果物体放在凸透镜的焦距以外，物体上方射出的光线经凸透镜射到下方，物体下方射出的光线经凸透镜射到上方，物体左方射出的光线经凸透镜射到右方，物体右方射出的光线经凸透镜射到左方，我们在另一侧看到的就是上下左右都颠倒的倒立的像。换句话说，如果我们照的镜子是凸透镜，那么镜中人要么是放大的大头像，要么是上下左右都颠倒的样子。

　　而平面镜成像与凸透镜不太一样。平面镜的镜像是由于光的反射形成的，物体发出或反射的光照射到平面镜上，平面镜又将光反射到人眼中，而人眼看到的光是沿直线传播的，大脑便将这些光线“翻译”成镜中人发出的，人便感到在镜子里有物体的像。实际上，镜中人发出的光线是真实物体反射光的反向延长线，而根据反射原理，发光点与对应的反射点到镜面的距离是相等的，所以在镜面中，整个物体的镜像与真实物体也是一一对应的，像与物就像孪生兄弟，大小相等，形态相同，位置不变。

　　综上所述，目前我们还没能找到任何一面镜子，能产生一个与真实世界“上下”相同、“左右”颠倒的镜像世界。

　　弄错方向的镜中人

　　可是，很明显，这种说法与我们的实际生活经验是相悖的，我们每天照镜子时所看到的镜中人的的确确就是分不清“左右”的，这又是怎么回事?

　　其实，要说镜中人与我们完全一样，也不完全准确，它们的方向确实与我们有些不同，但不同的不是“左右”，而是“前后”。这一点其实很好理解，想象一个方块站在镜子前，它的六个面都是不同的颜色，如果它的六个面都能在镜子中被看见，应该是什么样子?像我们已知的那样，镜像乍看上去与实物是一致的，可仔细一看，却有微小的区别：方块的上下左右面与实物相同，而前后面却刚好相反。这是由于镜像是反射光线形成的，发光点与对应的反射点到镜面的距离相等，因此距离镜面近的一面在镜子中成了前面，距离镜面远的则成了后面。而在真实世界中，在站在镜子对面的我们看来，距离镜面远的一面才是方块的前面，另一面则是后面——方块的前后于是发生了“颠倒”。

镜子平放时，“上下”颠倒而“左右”是正常的。

　　由于相似的原因，镜中人的左右跟我们的发生了“颠倒”。如果我们能够灵魂出窍，观察照镜子时的自己，看到的景象大概是这样的：以镜子外的身体背面为始，依次为背面、正面、正面、背面。这意味着，我们在看镜中人时，其实相当于走到自己的对面观察自己，而为了更好地理解镜像，我们走到自己对面的过程被大脑“翻译”成了把自己左右旋转了180°，这让我们一下子就分不清左右了。

镜中人是左右不分的。

　　我们是如何识别左右的呢?大多数时候，我们会以自己的身体器官作为参照物：对大部分人而言，更加灵活的那只手是右手;我们的心脏通常会长在左边，等等。因此，在区分左右的时候，我们总是优先以自我的认知为准，而不是按其他物体的位置来判断。理解了这个认知过程的原理后，让我们回到照镜子的问题，我们之所以认为镜中人弄错了“左右”，正是因为我们把镜中人理解成了自己，而事实上，这个“自己”是旋转了180°之后的。我们知道，如果现实中有一个人站在我们的对面，他对于上下的方向感与我们相同，而左右是相反的：他的左右手和我们的是相对的，双方的心脏位置相反。这时如果仍然从自身出发来判断左右的话，自然会得出对方左右与我们颠倒的结论。

　　现在你明白了吗?其实镜中人的“上下左右”并没有发生颠倒，实际上颠倒的是前后方向，又或者说是我们看问题的角度。如果还不理解，不妨将一面镜子平放在地上或悬挂在天花板上，这时你看到的镜中人又会是什么样子?这回，它是不是颠倒了“上下”却分清了“左右”呢?现在，作为一个站在镜中人上方或下方竖直方向旋转了180°的人，你知道镜中人为何如此表现了吗?