左右镜像颠倒，而上下镜像没有颠倒的根本原因是什么？
这是一个非常有趣且涉及基本物理原理的问题。要理解为什么我们会感知到左右镜像颠倒，而上下却没有发生类似颠倒，我们需要深入到我们大脑处理信息的方式，以及光线如何与物体互动后进入我们的眼睛。
首先，让我们来明确一下“镜像颠倒”的含义。通常我们说的镜子效果，是将我们看到的物体在前后方向上进行翻转。也就是说，你站在镜子前，你的左手在镜子里看起来像是右手，你的右手在镜子里看起来像是左手。你的脸是朝前的，镜子里的人脸也是朝前的，所以不存在“上下颠倒”的感觉。
问题的核心不在于镜子本身做了什么，而在于我们的大脑如何解读进入眼睛的光线信息，并与我们自身在三维空间中的感知建立联系。
我们先从光线如何进入眼睛说起。
1. 光线与物体互动： 当光线照射到我们面前的物体时，物体会吸收部分光线，反射部分光线。我们能看到物体，就是因为这些反射的光线进入了我们的眼睛。
2. 眼睛的成像： 光线进入我们的眼睛后，会穿过晶状体。晶状体的作用就像一个凸透镜，它会将穿过它的光线聚焦在视网膜上，形成一个倒立的图像。没错，在进入我们大脑处理之前，视网膜上形成的图像本身就是上下颠倒、左右颠倒的。
3. 大脑的解读与“纠正”： 关键在于我们的大脑。我们的大脑非常善于处理这些倒立的图像，并且会自动将其“校正”成我们熟悉的样子。它通过经验学习，知道如何将视网膜上的信号转化为我们感知到的三维世界。
那么，为什么是左右翻转，而不是上下翻转呢？
这就涉及到我们观察世界的方式，以及我们如何定义“左”、“右”、“上”、“下”。
“上”和“下”是固定的： 在我们的日常经验中，“上”通常指向天空或头顶，“下”则指向地面或脚下。这是一个由重力决定的、非常稳定的感知。我们站立时，头朝上，脚朝下，这个相对位置是固定的。
“左”和“右”是相对的： “左”和“右”是我们相对于自己身体的方向。当我们转向镜子时，我们是面对镜子。这意味着：
我们身体的正面对着镜子。
我们身体的背面对着我们身后的空间。
我们的左侧对着镜子左侧的区域。
我们的右侧对着镜子右侧的区域。
当镜子反射光线时，它实际上是把来自我们身体左侧的光线“弹”向镜子右侧，又从镜子右侧反射回我们的眼睛；反之亦然。而来自我们身体正面（朝向镜子）的光线，则被镜子直接反射回来，仍然形成正面的图像。
所以，镜子做的不是真正的“颠倒”，而是一种“前後颠倒”。它将原本从我们身体左侧射出的光线，经过反射后，从我们眼中看去像是从镜子“右侧”射出的；同样，从右侧射出的光线，看起来像是从镜子“左侧”射出的。
打个比方：
想象你伸出左手。光线从你的左手发出，照射到镜子。镜子反射这些光线，让它们回到你的眼睛。你大脑接收到的信号是：“这束光线来自‘我身体的另一侧’”。由于你大脑知道你伸出的左手在你真实的身体上是左侧，而镜子里那个看起来像是你左手的手，实际上是来自镜子“另一边”（相对于你自己的视角）的光线，它接收到的信息自然就对应到了你身体的右侧。
换句话说，镜子颠倒的是我们与镜子相对的那个方向，也就是我们通常所说的“前后”方向。你的头是朝上的，脚也是朝下的，这个上下关系并没有改变。你的左侧对应了镜子里的右侧，你的右侧对应了镜子里的左侧。
为什么我们不会觉得上下颠倒？
因为我们的“上”和“下”是由重力决定的，它们是我们感知世界最基本的参照系。我们站立时，头部永远在上方，脚永远在下方。即使我们把头朝下，脚朝上站立，我们大脑也会将这个姿势理解为“倒立”，而不是“上下颠倒了的镜像”。
镜子成像的原理是这样的：对于一个位于镜子前的点，镜子会在其“正对面”形成一个虚像，这个虚像距离镜子的距离等于物体距离镜子的距离。这个形成的过程，可以被理解为是物体在垂直于镜面方向上的一个“翻转”。
如果我们面对镜子（人是立着的）： 物体是“上下”方向（头朝上，脚朝下）和“左右”方向（左臂在左，右臂在右）构成的。镜子只对“前后”这个垂直于镜面的方向做了翻转。所以，上下关系不变，左右关系（相对于我们自身身体来说）就出现了颠倒。
如果我们躺着，头朝镜子方向躺（像趴在地上看镜子）： 这时，我们大脑的感知会发生变化。你会觉得你的头部在镜子里是朝内的，而脚部是朝外的，这也不是上下颠倒，而是“前后颠倒”在你的躺姿下的表现。如果你想象一下，躺着时，你的左臂仍然是左臂，右臂仍然是右臂，并没有发生我们通常理解的“左右镜像翻转”。反而是你的身体相对于镜子是“前后”翻转的。
简单总结：
1. 镜子本身不“颠倒”： 镜子遵循物理规律，只是将光线沿垂直于镜面的方向反射。
2. 大脑的解读是关键： 我们的大脑接收到的是倒立的图像，但会自动校正，并根据我们自身的空间感知来理解。
3. “前后”翻转的感知： 镜子实际上是对物体在垂直于镜面方向（即我们通常理解的“前后”）上进行的“翻转”。
4. “上下”的固定参照： 我们的上下感知与重力紧密相关，是稳定的参照系，因此不会被镜子这种“前后翻转”而改变。
5. “左右”的相对性： 左右是我们相对于自己身体的定义。当面对镜子时，我们身体的左右侧与镜子成像的左右侧发生了“交叉”对应，从而产生了左右颠倒的错觉。
最终，我们之所以觉得是“左右镜像颠倒”而不是“上下镜像颠倒”，是因为我们大脑将镜子产生的“前后翻转”与我们自身稳定的“上下”参照系和相对的“左右”定义进行了匹配和解读。镜子对我们是前后翻转，但当我们站立时，这种前后翻转在我们大脑里就表现为左右的颠倒。
首先，让我们来明确一下“镜像颠倒”的含义。通常我们说的镜子效果，是将我们看到的物体在前后方向上进行翻转。也就是说，你站在镜子前，你的左手在镜子里看起来像是右手，你的右手在镜子里看起来像是左手。你的脸是朝前的，镜子里的人脸也是朝前的，所以不存在“上下颠倒”的感觉。
问题的核心不在于镜子本身做了什么，而在于我们的大脑如何解读进入眼睛的光线信息，并与我们自身在三维空间中的感知建立联系。
我们先从光线如何进入眼睛说起。
1. 光线与物体互动： 当光线照射到我们面前的物体时，物体会吸收部分光线，反射部分光线。我们能看到物体，就是因为这些反射的光线进入了我们的眼睛。
2. 眼睛的成像： 光线进入我们的眼睛后，会穿过晶状体。晶状体的作用就像一个凸透镜，它会将穿过它的光线聚焦在视网膜上，形成一个倒立的图像。没错，在进入我们大脑处理之前，视网膜上形成的图像本身就是上下颠倒、左右颠倒的。
3. 大脑的解读与“纠正”： 关键在于我们的大脑。我们的大脑非常善于处理这些倒立的图像，并且会自动将其“校正”成我们熟悉的样子。它通过经验学习，知道如何将视网膜上的信号转化为我们感知到的三维世界。
那么，为什么是左右翻转，而不是上下翻转呢？
这就涉及到我们观察世界的方式，以及我们如何定义“左”、“右”、“上”、“下”。
“上”和“下”是固定的： 在我们的日常经验中，“上”通常指向天空或头顶，“下”则指向地面或脚下。这是一个由重力决定的、非常稳定的感知。我们站立时，头朝上，脚朝下，这个相对位置是固定的。
“左”和“右”是相对的： “左”和“右”是我们相对于自己身体的方向。当我们转向镜子时，我们是面对镜子。这意味着：
我们身体的正面对着镜子。
我们身体的背面对着我们身后的空间。
我们的左侧对着镜子左侧的区域。
我们的右侧对着镜子右侧的区域。
当镜子反射光线时，它实际上是把来自我们身体左侧的光线“弹”向镜子右侧，又从镜子右侧反射回我们的眼睛；反之亦然。而来自我们身体正面（朝向镜子）的光线，则被镜子直接反射回来，仍然形成正面的图像。
所以，镜子做的不是真正的“颠倒”，而是一种“前後颠倒”。它将原本从我们身体左侧射出的光线，经过反射后，从我们眼中看去像是从镜子“右侧”射出的；同样，从右侧射出的光线，看起来像是从镜子“左侧”射出的。
打个比方：
想象你伸出左手。光线从你的左手发出，照射到镜子。镜子反射这些光线，让它们回到你的眼睛。你大脑接收到的信号是：“这束光线来自‘我身体的另一侧’”。由于你大脑知道你伸出的左手在你真实的身体上是左侧，而镜子里那个看起来像是你左手的手，实际上是来自镜子“另一边”（相对于你自己的视角）的光线，它接收到的信息自然就对应到了你身体的右侧。
换句话说，镜子颠倒的是我们与镜子相对的那个方向，也就是我们通常所说的“前后”方向。你的头是朝上的，脚也是朝下的，这个上下关系并没有改变。你的左侧对应了镜子里的右侧，你的右侧对应了镜子里的左侧。
为什么我们不会觉得上下颠倒？
因为我们的“上”和“下”是由重力决定的，它们是我们感知世界最基本的参照系。我们站立时，头部永远在上方，脚永远在下方。即使我们把头朝下，脚朝上站立，我们大脑也会将这个姿势理解为“倒立”，而不是“上下颠倒了的镜像”。
镜子成像的原理是这样的：对于一个位于镜子前的点，镜子会在其“正对面”形成一个虚像，这个虚像距离镜子的距离等于物体距离镜子的距离。这个形成的过程，可以被理解为是物体在垂直于镜面方向上的一个“翻转”。
如果我们面对镜子（人是立着的）： 物体是“上下”方向（头朝上，脚朝下）和“左右”方向（左臂在左，右臂在右）构成的。镜子只对“前后”这个垂直于镜面的方向做了翻转。所以，上下关系不变，左右关系（相对于我们自身身体来说）就出现了颠倒。
如果我们躺着，头朝镜子方向躺（像趴在地上看镜子）： 这时，我们大脑的感知会发生变化。你会觉得你的头部在镜子里是朝内的，而脚部是朝外的，这也不是上下颠倒，而是“前后颠倒”在你的躺姿下的表现。如果你想象一下，躺着时，你的左臂仍然是左臂，右臂仍然是右臂，并没有发生我们通常理解的“左右镜像翻转”。反而是你的身体相对于镜子是“前后”翻转的。
简单总结：
1. 镜子本身不“颠倒”： 镜子遵循物理规律，只是将光线沿垂直于镜面的方向反射。
2. 大脑的解读是关键： 我们的大脑接收到的是倒立的图像，但会自动校正，并根据我们自身的空间感知来理解。
3. “前后”翻转的感知： 镜子实际上是对物体在垂直于镜面方向（即我们通常理解的“前后”）上进行的“翻转”。
4. “上下”的固定参照： 我们的上下感知与重力紧密相关，是稳定的参照系，因此不会被镜子这种“前后翻转”而改变。
5. “左右”的相对性： 左右是我们相对于自己身体的定义。当面对镜子时，我们身体的左右侧与镜子成像的左右侧发生了“交叉”对应，从而产生了左右颠倒的错觉。
最终，我们之所以觉得是“左右镜像颠倒”而不是“上下镜像颠倒”，是因为我们大脑将镜子产生的“前后翻转”与我们自身稳定的“上下”参照系和相对的“左右”定义进行了匹配和解读。镜子对我们是前后翻转，但当我们站立时，这种前后翻转在我们大脑里就表现为左右的颠倒。
网友意见
回答之前，先抛出一个问题。
图中的舞女，究竟是往左旋转的，还是往右旋转的呢？
其实题主的真正疑惑是这样的：
- 无论我是站着、躺着、甚至倒立着，我照镜子的时候，镜子里的我，左手总是变成了右手（即左右颠倒），但我的脑袋和脚却总是没有颠倒。
其它任何把镜子倒转方向的回答，都是回答偏了。题主困惑的不是绝对空间上的上下左右，而是相对认知的左右。
其实之所以产生这样的错觉，本质上是因为人体是中轴对称。当照镜子的时候，人会按照正常思维去看待镜像，而不是镜面思维。
人下意识地就会认为，我的左手成了镜里人的右手（虽然明知道镜里人右手是我左手的镜像）。
我们不妨把具有更多对称性的动物，放在镜子面前。
例如这个海星：
如果我们以图中黑线，作为海星的左右，我们会发现它左右互为镜像。
但海星在上下何尝不是互为镜像。
实际上，海星可以在上下左右五个方向，互为镜像：
对于辐射对称的动物或者物体来说，镜像自然可以在多个方向颠倒。
如果让水母照镜子，则可以在辐射对称的中轴线上，360°任何方向镜像颠倒：
所以，这本质上是因为对称性，把对称的A点当成了对称的B点，由此而形成的颠倒错觉。
由于人体只是左右对称，颠倒的自然只是左右。
现在，再来看开篇抛出的问题。
图中的舞女，究竟是往左旋转的，还是往右旋转的呢？
在不少的心理类型文章中声称，看到舞女逆时针旋转是左脑思维，顺时针选择是右脑思维。
很多人一会儿看着是顺时针，一会儿看着是逆时针，难道一会儿左脑一会儿右脑，或者左右脑思维错乱了？
其实，这张图本身就是既可以看做是往左旋转，也可以看作是往右旋转。
这叫做剪影视错觉(Silhouette Illusion) ，属于典型的多稳态知觉。
出现多稳态知觉时，人的知觉状态会在不同状态中切换。
这张动态舞女图，之所以会出现双稳态知觉的根本原因在于，这是一张没有任何深浅度的2D动态图，人的眼睛无法判断左右。
但作为人体的肢体动态图，人在潜意识会自动选一个方向判定左右。但由于没有深浅关系，就会出现一会儿判定左，一会儿判定成右的情况。
接下来再对比看看，两种不同左右深浅关系的动图：
你会发现——
当你看左图的时候，中间的舞女就顺时针旋转。当你看右图的时候，中间的舞女就逆时针旋转。
是不是颇为神奇？
其实你仔细去看，就会发现：
- 左边动图的舞女，左手是下垂的那一只手（标有红线）；
- 右边动图的舞女，左手却是抬起来的那一只手（标有红线）。
总的来说，无论题主照镜子的困惑，还是图像中舞女的视觉错觉，都源于人对左右的判断。
想象你脚底下有一面大镜子，或者说，你站在了冬天的湖面上（危险，勿模仿）。那么这个时候你在湖面的镜像是怎么样的呢？
你用手指了一下上，但在镜子里显示的是你在往下指。
这下就上下相反了。
这是绝对和相对、语言学和坐标系，甚至还有地心引力，共同造成了这个迷惑。
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