なぜ鏡は左にひっくり返るのか | 恵州木橋グループ有限公司

鏡を見たことがある人は、見えるものすべてが反転していることに気づいたでしょう。あなたが左手を上げると、あなたの反射が彼らの右手を上げます。右目でウインクすると、映った左目もウインクを返します。そして、メッセージを書いてかざすと、自分の反射が同じ記号をかざしているのがわかりますが、個々の文字自体も含め、すべてが逆向きに表示されます。鏡に映ったものはすべて左右が反転して見える。しかし、なぜか上下が逆転しないようです。あなたの鏡の反射はまだ足が地面にあり、その天井は上にあり、あなたの鏡像の文字はすべて上下逆さまではなく、正しい向きのままです。

なぜそうなるのでしょうか? これを経験するのは人間だけではありません。ヒトデであれ、昆虫であれ、クラゲであれ、インコであれ、猫であれ、宇宙であろうと、地球上であろうと、宇宙の他の場所であろうと、同じものを見ることになります。壁に取り付けられた鏡を覗き込むと、左右が逆転しているように見えますが、上下は逆転していません。これはあなたの鏡の欠陥ではまったくありません。それは反射が基本的なレベルでどのように機能するかによって決まります。

まず最初に認識しなければならないのは、ここの環境には特別なことは何もないということです。鏡と反射に関する限り、次の点については特筆すべき点はありません。

それは結果に影響を与えます。

重力をオンまたはオフにすることができます。私たちは、任意の軸を中心に 45 度、90 度、または 180 度など、任意の角度で自分自身を回転させることができます。私たちは自分自身に追加の目や感覚を与えることができます。周囲のオブジェクトを好きな配置に並べ替えることができます。それでも、これらの変更にもかかわらず、上は上のまま、下は下のままであり、鏡の中のすべてが左右が入れ替わったように見えることがわかります。

これを説明する最良の例の 1 つは、鏡の中で回転するボールを考え、それを 2 つの観点から考えることです。1 つは、熟練したアスリートの指にはまったバスケットボールのように、垂直軸を中心に回転するボールの視点であり、もう 1 つはボールの視点です。代わりに水平軸を中心に回転します。

垂直軸を中心にボールを回転させるとき、それを行うには 2 つの方法があるという事実を考慮できます。どちらにしても、このボールを上から「見下ろして」見ると、ボールが時計回りに、前方から右へ、後方から左へ、そして再び前方へ、あるいは反時計回りに、まったく逆の方向に回転しているように見えることがわかります。

ボールが時計回りに回転している場合は、左手でそれをモデル化できます。左手を持って親指を上に向けると、指が時計回りに曲がっていることがわかります。時計回りに回転するボールは、これとまったく同じ方向に従います。

しかしここで、鏡に映ったボールと左手の反射を見てください。そのボールを上からもう一度「下」から見ると、ボールが反時計回りに回転していることがわかります。あなたに最も近くから始まったボール上の点をたどると、ボールが右と後ろに移動してあなたから遠ざかり、その後さらに遠ざかって中央に戻り、次に近づいて左に向かって移動し、次にさらに近づいて、そして戻ってくるのがわかります。中心に戻ります。その反時計回りの動きは、あなた自身の右手で説明できます。これは、上下の方向は変えずに、鏡が再び左から右に入れ替わるように見える様子を示しています。

次に、水平軸を中心にボールを回転させることに切り替えたらどうなるでしょうか? 鏡はそれをどうやって処理するのでしょうか？

お互いに向けた 2 本の人さし指の間にボールを挟むように、ボールを体の前で持っていると想像してください。ここでも回転方法には 2 つの選択肢があるので、1 つを選択しましょう: オーバーハンドとあなたから離れることです。体の中心に最も近いボール上の点から始めると、ボールが動くのがわかります。

その後、最初の位置に戻ります。この「アンダーハンド」ローテーションは、あなたが選択できる選択肢の 1 つでした。その逆は、代わりに「オーバーハンド」回転につながります。 (トイレットペーパーの芯を掛ける「正しい」方法はどちらかという議論に参加したことがある方なら、これら 2 つの視覚化に見覚えがあるでしょう。)

しかし今回、鏡を見てみると、何が起こっているでしょうか？左右は同じです。上も下も同じです。でもボールは？ボールのミラーリングされたバージョンは、アンダーハンド回転で回転しているように見えるのではなく、オーバーハンド方向で回転しているように見えます。

この例はほとんどの人を驚かせます。確かに、垂直軸に関しては明らかに対称です。ボールが水平軸を中心に回転している状態で、自分の中心に想像上の線を引くと、自分の左半身と右半身が完全に対称であることが明らかです。鏡に映った自分の姿も同様で、左右が完全に対称的に見えます。

確かに、鏡はまだ左側を右側に置き換えています。あなたの鏡の右手はあなたの左手に対応します。あなたの反射の左手はあなたの右手に対応します。あなたの反射の観点から見ると、彼らのボールは、あなた自身の観点から見たあなたのボールと同じことをしており、上に移動して体から遠ざかり、次に下に移動し、次に下に移動し、次に上に向かって移動し、元の位置に戻ります。初期位置。

しかし、彼らの視点から彼らのボールが「アンダーハンド」で回転しているのを見た場合、あなたのボールは彼らの視点からは「オーバーハンド」で回転しているように見えます。鏡はそのボールの回転方向も反転しているように見えます。

私たちがそれを識別できるほど賢ければ、この例の鏡で何が起こっているかについて非常に強力な手がかりが得られます。この例では、好きなように想像できますが、水平軸を中心に回転しているボールが透明になったと想像してください。これからやることは、このボールの赤道に沿って 1 つの点を作成することです。あたかも油性マーカーを使って透明なガラスでできたボールに点を描いたかのように、それを追跡することができます。

ここで、実際の宇宙における私たちの視点から、私たちのドットと鏡に現れるドットの両方の位置を追跡します。同時に、私たち自身の身体に最も近い位置にある点から始めて、次のようになります。

ご覧のとおり、この例では、左と右はまったく役割を果たしません。ここでは、前後に移動しながら上下に移動する 1 つの点を見ているだけです。本物のドットが上に移動して見えるとき、鏡像されたドットも上に移動して見えます。本物のドットが下に動いて見えるとき、鏡像されたドットも下に動いて見える。ここでは上下の反転はありません。

でも、左右の反転もありません！

透明なガラス球と描かれたドットを使用して同じ実験を実行し、水平軸ではなく垂直軸を中心にボールを回転させた場合、次のことがわかります。

明らかに何かが起こっていますが、左から右への動きが反映されているわけでもありません。

それでも、鏡は実際には反射面です。上下は切り替わりませんが、左右も切り替わりません。代わりに、鏡が行うことは、後ろから前へ、つまり 3 番目の (深さ) 次元を反射することです。

鏡で自分を見たときに何が起こるかを考えてください。光は、たとえそれが部屋の他の場所から体に反射した周囲光であっても、体のあらゆる部分から来ています。あなたが見えない視点など存在しないので、その光はあらゆる方向に外側に放射されているはずです。

何かを見ることができる唯一の方法は、光が目に入るかどうかです。カメラ、望遠鏡、その他の観察者が何かを見ることができる唯一の方法が、特定の場所、つまり特定の時間で光子 (または光線) と相互作用する場合であるのと同じです。そして場所。したがって、あなたが何を見るのか、そしてそれがどこで見られるのかを知りたければ、あなたがしなければならないことは、光線を追跡することだけです。つまり、光線が体のどの部分から発せられ、反射されるのかを追跡することだけです。鏡（光学を支配する物理法則に従い）、そしてあなたの目で終わります。光が進む合計距離と光が入ってくる角度に基づいて、目と脳が鏡に映る「像」を推測します。

自分の体が部分的に透明で、反射した体の内部が見える場合、すべてが前後逆になっていることがわかります。左手を持ち上げると、爪が自分に近く、手のひらが一番遠くにあり、親指が右側にあり、指が上を向いているように見えます。左手はこんな感じです。

しかし、鏡の中では、その同じ手は爪があなたから最も遠く、手のひらがあなたに近く、親指が右側にあり、指が上を向いています。 (本物の) 右手を上げ、手のひらを顔に向けると、まさにそのように見えます。鏡の中：

しかしその理由は、鏡が物事を左右に反転させるからではありません。彼らはそうではありません。代わりに、彼らは物事を前後に反転し、それが私たちが見ているものの説明です。

物理学では、鏡の中で起こっていることが現実に起こっていることと区別できない場合に存在する特別なタイプの対称性、つまりパリティ対称性が存在します。ほとんどの物理法則はこの対称性を尊重しますが、すべてが対称であるわけではありません。特に、放射性崩壊が起こると、この対称性が破られる危険があります。これは、手にも指が曲がる方向と方向があるのと同じように、粒子にはスピン、回転軸、崩壊方向があるからです。親指が指すこと。右手と左手は根本的に異なります - キラル分子が互いに異なるのと同じように - 崩壊方向を持つ回転粒子も同様です。そうする人にとっては、右利きの人が左利きに見えるのと同じように、パリティが違反されます。

ミラーの仕組みで注目すべき点は、ミラーが観察者から完全に独立していることです。私たちの目が水平方向ではなく垂直方向に離れている場合でも、鏡は前から後ろに反射します。もし私たちが無重力の中にいたとしても、目が一つしかなかったとしても、回転対称のヒトデだったとしても、鏡に映るものはまったく変わりません。唯一の違いは、物事が前から後ろに反射されることです。これにより、私たちがどのように見るかに関係なく、鏡に映るすべての「利き手」が変わります。