Почему зеркала поворачиваются влево

Если вы когда-нибудь смотрели в зеркало, вы, вероятно, замечали, что все, что вы видите, перевернуто. Когда вы поднимаете левую руку, ваше отражение поднимает правую руку. Когда вы подмигиваете правым глазом, левый глаз вашего отражения подмигивает вам в ответ. И если вы напишете сообщение и поднимете его, вы увидите, что ваше отражение держит тот же знак, но все отображается наоборот, даже отдельные буквы. Кажется, что все, что вы видите в зеркале, перевернуто вправо и влево. Но по какой-то причине кажется, что движение вверх и вниз не меняется на противоположное. Ваше зеркальное отражение по-прежнему стоит на земле, потолок вверху, и все буквы в надписях вашего зеркального отражения не перевернуты, а остаются правильной стороной вверх.

Почему это так? Это испытывают не только люди: будь вы морской звездой, насекомым, медузой, попугаем или кошкой — будь то в космосе, на Земле или где-либо еще во Вселенной — вы все равно увидите одно и то же. Когда вы смотрите в зеркало, установленное на любой стене, кажется, что все они меняются местами влево и вправо, но не вверх и вниз. Это вовсе не недостаток вашего зеркала; это следствие того, как отражения работают на фундаментальном уровне.

Первое, что вы должны признать, это то, что в нашей окружающей среде нет ничего особенного. Что касается зеркал и отражений, то здесь нет ничего примечательного:

это как-то влияет на результат.

Мы могли включать или выключать гравитацию; мы могли поворачиваться на любой угол, даже на 45°, 90° или 180° вокруг любой оси; мы могли бы дать себе дополнительные глаза или чувства; мы могли бы переставлять окружающие нас объекты в любую конфигурацию, какую захотим. Тем не менее, несмотря на любую из этих модификаций, мы все равно увидим, что верх остается верхним, низ остается нижним, и что все в зеркале будет выглядеть так, как будто левое и правое поменялись местами.

Одним из лучших примеров, иллюстрирующих это, является рассмотрение вращающегося мяча в зеркале и рассмотрение его с двух точек зрения: одна - мяча, вращающегося вокруг своей вертикальной оси, как баскетбольный мяч на пальце опытного спортсмена, а другая - мяча, вращающегося вокруг своей вертикальной оси, как баскетбольный мяч на пальце опытного спортсмена. вместо этого вращается вокруг своей горизонтальной оси.

Когда вы вращаете шар вокруг вертикальной оси, вы можете учитывать тот факт, что есть два способа сделать это. Либо, если вы посмотрите на этот шар «вниз» сверху, вы увидите, что он вращается по часовой стрелке, вперед-направо, назад, влево и снова вперед, или против часовой стрелки, в совершенно противоположном направлении.

Если мяч вращается по часовой стрелке, вы можете смоделировать это левой рукой. Если вы возьмете левую руку и направите большой палец вверх, вы заметите, что ваши пальцы сгибаются по часовой стрелке. Шар, вращающийся по часовой стрелке, следует точно такой же ориентации.

Но теперь взгляните на мяч — и на отражение вашей левой руки — в зеркале. Если бы вы еще раз посмотрели на этот шар «вниз», сверху, вы бы увидели, что вместо этого он вращается против часовой стрелки. Если бы вы проследили за точкой на шаре, которая начиналась ближе всего к вам, вы бы увидели, как она движется вправо и назад, от вас, затем дальше и обратно к центру, затем ближе и влево, затем еще ближе и обратно в центр. Это движение против часовой стрелки можно описать вашей собственной правой рукой, показывая, как зеркало снова меняет местами левое и правое, оставляя при этом направление вверх и вниз неизменным.

А что, если мы затем переключимся на вращение шара вокруг его горизонтальной оси? Как зеркало справится с этим?

Представьте, что вы держите мяч перед собой так, что он зажат между двумя указательными пальцами, направленными друг к другу. У нас снова есть два варианта его вращения, поэтому давайте выберем один: сверху и от себя. Если мы начнем с точки шара, ближайшей к ядру вашего тела, вы увидите, как он движется:

после чего он возвращается в исходное положение. Эта «закулисная» ротация была одним из вариантов, который вы могли сделать; наоборот, вместо этого произойдет вращение «сверху». (Если вы когда-нибудь участвовали в споре о том, как «правильно» повесить рулон туалетной бумаги, вы узнаете эти две визуализации.)