Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира

Понять, что происходит в зеркале, можно проделав один эксперимент. Напишите на листе бумаги справа «Правый», а слева «Левый». Поднесите лист к зеркалу, и, вполне ожидаемо, все перевернется. Надпись будет задом наперед, а слово «Правый» окажется слева от слова «Левый». Кажется, что левое и правое поменялись местами (рис. 12.7).

А теперь повторим эксперимент, но слова «Правый» и «Левый» напишем на этот раз на прозрачном стекле и поднесем его к зеркалу. На рис. 12.8 видно, что в этом случае в зеркале надпись выглядит точно так же, как на стекле. Оригинал и отражение видны одновременно и идентичны[473].

Проделайте опыт еще раз, но убедитесь, что с куском стекла вы совершаете точно те же движения, что и с листом бумаги. Вы заметите, что вам приходится скрестить руки, и в это время кусок стекла поворачивается на 180 градусов вдоль вертикальной оси. Так что надпись в зеркале перевернута, так же как и надпись на бумаге.

Теперь должно быть понятно, что зеркала переворачивают написанное, потому что мы сами переворачиваем написанное перед тем, как посмотреть на отражение в зеркале. Когда мы этого не делаем, как в случае с надписью на стекле, становится ясно, что правое и левое не меняются местами. Вот почему надпись на бумаге переворачивается в зеркале – потому что мы уже ее перевернули, и сделать это было необходимо из-за того, что зеркало меняет местами переднюю и заднюю стороны, и если бы мы не перевернули лист, то в зеркале отразилась бы лишь его чистая обратная сторона, а не лицевая, на которой сделана надпись. Физик Ричард Фейнман сформулировал это четко, как и всегда:[474]

«То же самое и с книгой. Если буквы в зеркале смотрят в другую сторону, то потому, что мы повернули книгу по вертикальной оси, чтобы обратить ее к зеркалу. Мы так же просто могли бы вместо этого повернуть книгу вверх ногами, и буквы выглядели бы перевернутыми».

Рис. 12.7. Когда лист бумаги обращают к зеркалу, его вначале поворачивают перед смотрящим, и поэтому надпись выглядит перевернутой

Рис. 12.8. Надпись на куске прозрачного стекла или плексигласа не переворачивается в зеркале, потому что стекло или плексиглас не переворачивают перед зеркалом

Эксперимент с зеркалом показывает, что правое и левое при описании мира находятся в подчиненном положении по отношению к осям верхнее-нижнее и переднее-заднее. Если изменяется хотя бы одно измерение, мы всегда предпочитаем описывать это с точки зрения левого-правого, как наименее важного. Как полагает Фейнман, если бы мы перевернули книгу вверх ногами, мы бы хорошо об этом знали, и не было бы никакой загадки, но так как мы меняем местами левое и правое посредством вращения, мы почти не замечаем, что произошло, и удивляемся результату.

И последний поворот этой истории: существуют зеркала, которые в самом деле меняют местами левое и правое. Сделать такое просто: расположите два обыкновенных зеркала строго под прямым углом друг к другу. Посмотрите на свое отражение, и вы увидите, что в ответ на подмигивание левым глазом человек в зеркале тоже подмигнет левым. На рис. 12.9 показано, что происходит: свет от предмета а вначале отражается в зеркале 1 (а если зеркала 2 не было, его изображение, b, было бы видно из f как «перевернутое зеркалом», хотя, как мы уже знаем, это значит, что фактически перевернуты передняя и задняя стороны). Отразившись от зеркала 1, свет падает на зеркало 2, отразившись от которого снова достигает глаза е, который воспринимает виртуальный образ с. Конечно, как и раньше, чтобы поднести объект а к зеркалу, нам придется перевернуть его по горизонтальной оси из первоначального положения d, а d выглядит идентичным изображению c. Таким образом, зеркальное изображение с показывает d (и а) таким, какое оно на самом деле, когда левая сторона находится слева, а правая справа. Или так нам кажется. Фактически, поскольку зеркало 1 и зеркало 2 расположены под прямым углом, второе отражение меняет местами не заднюю и переднюю стороны объекта, а левую и правую. Поэтому изображение переворачивается дважды, но выглядит так, словно никаких изменений не претерпело. При четном количестве отражений изображение выглядит так же, как оригинал, потому что отражение отражения неотличимо от оригинала. Ни глаза, ни мозг не могут различить, перевернулось ли что-то дважды или же просто не изменилось[475].

Рис. 12.9. Предмет, отражающийся в двух зеркалах, не кажется перевернутым

У двойного зеркала также есть любопытное свойство: если его повернуть на девяносто градусов, оно переворачивает отражение вверх ногами. Чтобы понять почему, поверните схему двух зеркал под прямым углом. Двойное зеркало сильно отличается от одинарного, которое, будучи полностью плоским, не создает никакой разницы в изображении, просто вращаясь в своей собственной плоскости. Свойства двойных зеркал были известны Лукрецию, а также Платону, который, рассмотрев, как зеркало обычно меняет местами правое и левое, сказал:[476]