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镜子里的左右反转之谜

平面镜翻转的是深度方向（前后轴），左右反转只是这一深度翻转在二维视野中的视觉错觉。

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4
Scenes
8 min
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Content language: zh-CN
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GT
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  1. 01镜子里的奇怪选择slide
    Slot 1Hook

    展示一个人站在镜子前：右手举到镜子左边，左手变成右边，但头顶的天花板并没有跑到脚下。

    • 左右反了
    • 上下没反
    • 前后的方向感消失了
    Phenomenon

    镜中人把我们的左右互换，却没有把上下互换

    Question

    镜子到底翻转了哪个方向？为什么不是上下而是左右？

  2. 02直觉的陷阱：镜子是左右颠倒的吗？slide
    Slot 2Tension

    提出两种相互竞争的猜测：一是镜子沿垂直轴旋转了180°，二是镜子复制粘贴后再左右对调，迫使学习者选择。

    • 猜测一：镜子把世界左右对调
    • 猜测二：镜子只是复制粘贴，没有真正翻转
    • 左右方向是约定出来的
    Prediction

    如果镜子翻转左右，那么转90°侧躺后，镜子里的你也应该侧躺

    Tempting intuition

    镜子就像一个复制粘贴的工具，再手动左右对调一下

  3. 03镜子真正翻转的是深度slide
    Slot 3Reveal

    用箭头指向镜面的图示说明：镜子把'前-后'轴（z轴）翻转，把你的前变成镜中的前，但朝向相反；'上-下'轴和'左-右'轴都没有被翻转。左右相反只是大脑把镜中人转向面对自己后，误以为他整体被左右翻转。

    • 镜子翻转的是z轴（深度）
    • x轴（左右）和y轴（上下）保持不变
    • 镜中人面向你时，左右看起来反了
    Evidence

    在镜面上写字'TOP'，字母没有上下颠倒；如果镜子翻转上下，字会颠倒

    Conclusion

    镜子只翻转前后方向；左右相反是大脑补偿朝向带来的视觉错觉

    Mechanism
    1. 1光沿镜面法线方向反弹，把每一点的z坐标取反
    2. 2镜中像保留了y轴（上下）与x轴（左右）方向，只把z变成-z
    3. 3大脑把面向自己的镜中人旋转180°来匹配视线，旋转结果等价于左右互换，于是产生了'左右反了'的错觉
  4. 04换个角度检验：把字写在镜面玻璃上slide
    Slot 4Takeaway

    把字写在玻璃内侧，镜子里显示的是反字；若按'上下反转'的猜测写字，应该上下颠倒但事实上只有左右颠倒，从而印证结论。

    • 玻璃上写字：左右反，上下正
    • 水面倒影：左右反，上下也反
    • 关键在反射面的方向
    Transfer

    在水坑里看倒影时，如果俯身贴近水面，会发现上下也反了——因为水面把y轴翻转

    Expected inference

    任何平面镜翻转的都是它的法线方向，即'面对镜子的那条轴'，左右反转只是大脑的归因错误

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