一道老面试题 - 为什么镜子可以颠倒左右却不能颠倒上下？

问出这种问题的人，他首先就对“左”和“右”缺乏明确的定义。
其次，镜子颠倒的不是上下也不是左右，而是“里外”或者说“前后”，更准确的说是手性

这个以前也想过很久，结论是这是大脑的自动调整，我的结论是我们的大脑欺骗了我们。
如果在眼前放一个凸透镜，过不了几天，你看的东西就会和现在一样
到时候拿掉镜子你看的就都是反的，再过几天又会一样
以上为推论。。。

在左边的东西，本来也就该在你面对的镜子的左边，其他也类似，对吧^^

我记得透镜成像本来是上下相反的，人类在年幼时候，但是后来就习惯了^^
不知是否记错～

1. 左手在镜子里会成为右手，脑袋却不会变成脚。
2. 如果人类的形状是光溜溜的球形，经过中心任意切一刀都会得到完全相同的两部分，就不会有左右的定义了，但是上下还是存在的，上下所在的坐标系与定义者根本无关。

其实根据光学原理，即反射原理，很容易解释，想想便知。
但是问题便转化为：为什么光学原理会导致这种现象，所以最终答案就没的回答了
因为是这样，所以这样。就像你想飞，但是始终会掉下来一样。这个问题类似于：为什么我想飞，却老飞到半米不到，就掉下来，没有为什么，这是物理定律限制着你的自由意志。物理定理限制着镜子可以颠倒左右却不能颠倒上下,所以我们感兴趣的就是物理定理本身了。

题中"影像"这个词有歧义，一种理解是“自己的影像”，另一种理解是“世界的影像”。

先说第一种理解。其实按照镜面成像的原理，镜子中的影像（镜中人）与被映照的原像（境外人）并非左右颠倒，也并非上下颠倒，而是关于镜面对称。由于人的身体在大体上是左右对称的，而上下完全不对称，所以我们会误以为“影像可以颠倒左右，却不能颠倒上下”。

第一种理解得到的结论与问题中的结论相悖，所以第二种理解更有可能符合出题人本意。

再说第二种理解。从镜中人的角度看来，我们左边的物体的影像在镜中人的右边，我们右边的物体的影像在镜中人的左边，我们上边的物体的影像在镜中人的上边，我们下边的物体的影像在镜中人的下边。因此题目中说“世界在镜子中的影像可以颠倒左右，却不能颠倒上下”。

这里涉及到个体对上下左右前后方位的认识。除去视觉以外的其他感觉（包括听觉、触觉、平衡觉等）及认知，只依靠视觉，个体是怎样分辨相对于自身的方位的呢？由于人的身体在上下是完全不对称的，视觉可以利用这个不对称性分辨出上下。同样人的身体在前后也是不对称的（眼睛在身体的一侧），因此我们可以分辨前后。但人的身体在左右是大体对称的，因此我们分辨左右不是靠身体的差异，而是靠已经分辨出来的上下前后的方位，就像通过 x 轴的正方向和 y 轴的正方向得出 z 轴的正方向一样。

如果两个物体（或影像）在三维空间中通过恰当的旋转和位移能够重合，我们称这两个物体（或影像）是旋转相同的。我们可以证明不管镜子怎么摆放，各种摆放对应的镜中世界必然是旋转相同的。但镜中世界和真实世界不是旋转相同的，而是镜面对称的。

如果某个物体关于某个平面（平面对应着一个方向）是镜像对称的，则它和它在镜中的影像是旋转相同的。如果某个物体关于任何平面都不是镜像对称的，则它和它在镜中的影像不是旋转相同的。由于人的身体在大体上是左右对称的，因此身体和镜中身体是近似的旋转对称的。我们表象中的世界一般关于任何平面都不是镜像对称的，所以世界和镜中世界不是旋转相同的。

镜像对称的影像，我们在认知上认为是同一类，甚至是“同一个”。我们把镜中人认为是“人”，并且由于镜中人与人是近似的旋转相同的，所以我们能以其角度来思考方位。世界和镜中世界是镜像对称的（前后对称的），世界可以通过旋转、位移和左右翻转来和镜中世界重合。人的身体可以通过相应的旋转、位移来和镜中身体相重合。“旋转”、“位移”的操作对于世界和人来说是一样的。由于世界必须另作“左右翻转”的操作，所以镜中人感到的左右是和境外人相颠倒的，但上下前后不会颠倒。