Книга Почему сердце находится слева, а стрелки часов движутся вправо. Тайны асимметричности мира - Крис Макманус

зеркало, и вот вас уже двое, потому что теперь из-за стекла смотрит очень похожая на вас фигура. Однако, если вы двинете правой рукой, человек в зеркале переместит левую, если вы подмигнете правым глазом, он подмигнет левым. И одежда этого второго изменится: нагрудный карман окажется справа, а не слева, а пуговицы будут застегиваться на другую сторону. Даже цветок в петлице или медали на груди будут справа, а не слева. Перевернутся и все предметы в комнате – станут зеркальными картины, все надписи в книгах и газетах. Но куда более загадочно и, возможно, даже пугающе то, что больше в зеркале ничего не меняется. В частности, верх и низ остаются на своих местах, зад и перед тоже не отличаются. Так разве зеркало не меняет местами правое и левое? Нет, это не так, хотя удобно считать, что именно это и происходит. Это избитая история, так что я оставил ее напоследок[470].

Греческий философ Платон рассматривал этот вопрос в диалоге «Тимей», римский поэт и философ Лукреций – в поэме «О природе вещей», и все же загадка по-прежнему интригует, дразнит и раздражает. Как часто бывает, особенно ясно ее понял физик Ричард Фейнман, и к его точке зрения мы вернемся позже[471].

Обычные зеркала, перед которыми мы бреемся или умываемся, на самом деле меняют местами не правое и левое, а переднее и заднее. Это может показаться странным, но по крайней мере объясняет, почему мы иногда говорим, что в зеркале все вывернуто наизнанку. На обычной спектрограмме видно, что происходит со светом, поступающим в глаз от предмета, который виден в зеркале (рис. 12.6). Правая сторона изображения остается справа, левая – слева. Однако передняя и задняя стороны предмета явно перевернуты.

Применительно к обычному использованию зеркал вполне достаточно считать, что они меняют местами переднее и заднее, но точнее было бы сказать, что зеркало поворачивает измерение под прямым углом к своей поверхности. Когда мы смотрим в вертикальное зеркало на стене, мы в самом деле видим предметы задом наперед, но, как замечает Умберто Эко, если бы могли пользоваться зеркалами, закрепленными на потолке горизонтально, как некогда либертены, то знали бы, что горизонтальные зеркала меняют местами верх и низ, потому что эти направления расположены под прямым углом к зеркалу. Точно так же, если встать боком к зеркалу и посмотреть в зеркало уголком глаза, то правая и левая сторона по-настоящему поменяются местами. Любопытно, однако, что в каждом из этих случаев правое и левое в отражении меняются местами – когда вы машете правой рукой, человек в зеркале в ответ машет левой и т. п.[472].

Рис. 12.6. Простое отражение в зеркале. Перевернуты задняя и передняя, но не левая и правая стороны

Так почему же кажется, что зеркало меняет местами правое и левое? Ответ лежит не в сфере оптики, но в области психологии. Описывая предметы в зеркале, мы пользуемся словами «внизу», «наверху», «спереди», «сзади», «слева», «справа». Стоит обозначить хотя бы две позиции, как третья будет определена. Поскольку мы двуногие прямоходящие существа (так что наша голова определяется как верхняя часть, дальше всего отстоящая от центра планеты) и наши глаза расположены с одной стороны головы (то есть впереди – значит по направлению нашего взгляда, позади – область, которая нам не видна), то вот уже и определены два главных измерения. Правое и левое могут быть обозначены только после того, как мы определили, где верх и низ, что спереди и что сзади. Зеркало всегда обращает одно измерение, но поскольку оно может быть названо только после того, как определены оси верх-низ и зад-перед, то, какое бы измерение зеркало не обращало физически, это всегда будет восприниматься как реверс левого и правого.

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