Gương phẳng thực ra không đảo trái phải; nó đảo theo chiều vuông góc với mặt gương, tức là chiều trước sau. Tay phải của bạn vẫn nằm ở phía bên phải của gương, đầu vẫn ở trên, chân vẫn ở dưới. Chỉ có điều "phía trước mặt" và "phía sau lưng" bị lật ngược: mũi bạn hướng về phía bắc thì mũi người trong gương hướng về phía nam.
Ta có cảm giác gương đảo trái phải vì khi nhìn người trong gương, não ngầm so sánh với hình ảnh một người thật đang đứng đối diện. Để đứng vào chỗ của "người trong gương", ta phải xoay người quanh trục đứng, và chính phép xoay tưởng tượng đó biến sự lật trước sau thành cảm giác lật trái phải. Câu đố nhỏ này từng khiến cả các nhà vật lý lẫn triết gia viết không ít trang giấy.
Thí nghiệm hai phút để tự kiểm chứng
Đứng trước một chiếc gương to và làm lần lượt:
- Giơ tay phải lên. Người trong gương giơ bàn tay nằm ở bên phải của gương, cùng phía với tay bạn. Không có gì bị chuyển sang phía bên kia.
- Chỉ tay lên trần nhà. Người trong gương cũng chỉ lên trần. Chỉ xuống sàn, người trong gương cũng chỉ xuống sàn. Trên dưới giữ nguyên.
- Chỉ tay thẳng về phía gương. Người trong gương chỉ ngược lại, thẳng về phía bạn. Đây là chiều duy nhất bị đảo: chiều đi vào và đi ra khỏi gương.
- Giờ hãy nằm nghiêng trước gương (hoặc nghiêng đầu sang một bên). Tay phải vẫn ở phía tay phải của gương. Nếu gương thật sự "đảo trái phải", thì lúc nằm nghiêng nó phải đảo trên dưới của căn phòng, nhưng điều đó không xảy ra.
- Cuối cùng, nhìn một mặt hồ phẳng lặng phản chiếu ngọn núi hay hàng cây. Ảnh hiện ra lộn ngược trên dưới. Mặt hồ cũng là một chiếc gương; nó nằm ngang nên chiều vuông góc với nó là chiều đứng, và chính chiều đó bị đảo.
Qua thí nghiệm, quy luật hiện ra rõ: gương luôn đảo đúng một chiều, là chiều vuông góc với mặt gương. Gương treo tường thì đảo trước sau, mặt hồ nằm ngang thì đảo trên dưới. "Trái phải" chỉ là cách não ta diễn giải.
Vì sao não lại diễn giải thành "trái phải"
Hãy tưởng tượng có một người thật bước ra từ sau tấm gương và đứng đúng vị trí của "người trong gương", mặt quay về phía bạn. Để làm được điều đó, người ấy phải bước vòng ra phía trước rồi xoay người 180 độ quanh trục đứng, giống cách ta quay lại để chào ai đó. Sau phép xoay này, đầu vẫn ở trên, nhưng tay phải của người ấy giờ nằm ở phía bên trái theo góc nhìn của bạn.
Người trong gương thì không xoay; nó chỉ là ảnh lật trước sau của bạn. Vì vậy, khi so với người thật tưởng tượng đã xoay người, "người trong gương" có tay phải nằm ở chỗ đáng lẽ là tay trái. Não kết luận: gương đã đổi trái và phải.
Tại sao ta không tưởng tượng người kia lộn nhào qua đầu, xoay quanh trục ngang, để vào chỗ đó? Vì cơ thể con người đối xứng gần như hoàn hảo theo chiều trái phải, còn trên dưới thì khác hẳn: đầu một bên, chân một bên, và trọng lực khiến ta luôn đứng bằng chân. Quay người quanh trục đứng là động tác tự nhiên hằng ngày; lộn ngược đầu xuống thì không. Nếu ta tưởng tượng phép xoay theo kiểu lộn nhào, ta sẽ nói gương "đảo trên dưới" và giữ nguyên trái phải. Cả hai cách mô tả đều nói về cùng một sự lật trước sau, chỉ khác phép xoay mà não chọn để so sánh.
Nói cách khác, câu hỏi "vì sao gương đảo trái phải" là câu hỏi về tâm lý nhận thức nhiều hơn về quang học. Về mặt vật lý, gương đơn giản chỉ hắt ánh sáng theo định luật phản xạ, góc tới bằng góc phản xạ, và mọi thứ khác là do cách ta đọc hình ảnh.
Chữ trong gương bị ngược: cùng một lý do
Vì sao tờ giấy giơ trước gương bị ngược. Để giơ tờ giấy cho gương "đọc", bạn xoay tờ giấy quanh trục đứng, đúng phép xoay khiến mọi thứ đổi trái phải. Nếu bạn lật tờ giấy quanh trục ngang (lật từ dưới lên), chữ trong gương sẽ hiện ra lộn ngược trên dưới mà không bị ngược trái phải. Gương vẫn chỉ đảo trước sau; thứ quyết định là cách bạn xoay tờ giấy.
Chữ ngược ở đầu xe cứu thương. Ở nhiều nước, chữ trên mui trước của xe cứu thương được in ngược để tài xế phía trước nhìn qua gương chiếu hậu đọc được ngay và nhường đường.
Viết chữ ngược. Trong những cuốn sổ tay nổi tiếng của Leonardo da Vinci, phần lớn ghi chép được viết ngược chiều, phải soi gương mới đọc dễ. Nhiều trẻ em trong giai đoạn mới học viết cũng hay viết ngược một số chữ cái và chữ số; đây thường là chuyện bình thường của quá trình học, trẻ tự điều chỉnh dần.
Áo thun in chữ trong ảnh soi gương. Khi tự chụp ảnh qua gương, chữ trên áo hiện ngược. Người khác nhìn bạn ngoài đời thì đọc bình thường, vì họ không qua gương.
Ảnh tự sướng, gương và cái "mặt lạ" của chính mình
Nhiều người thấy ảnh người khác chụp mình trông "lạ", "không giống", trong khi hình trong gương thì quen. Lý do nằm ở việc ta quen nhìn mình qua gương:
| Hình ảnh | Có lật trước sau không | Cảm giác thường gặp |
|---|---|---|
| Hình trong gương | Có | Quen thuộc nhất vì ngày nào cũng nhìn |
| Khung xem trước của camera trước điện thoại | Thường có, để giống soi gương | Quen, dễ chỉnh tóc tai |
| Ảnh đã lưu của camera trước | Tuỳ máy và cài đặt, nhiều máy lưu ảnh không lật | Đôi khi thấy mặt mình "lệch lệch" |
| Ảnh người khác chụp bằng camera sau | Không | Đúng như người khác nhìn thấy bạn, nhưng lại thấy lạ |
Gương mặt người không đối xứng hoàn toàn: ngôi tóc, nốt ruồi, khoé miệng, lông mày thường lệch nhẹ. Khi lật lại, những chỗ lệch đổi phía và gương mặt quen trở nên hơi xa lạ. Năm 1977, các nhà tâm lý học Mita, Dermer và Knight làm thí nghiệm cho người tham gia xem ảnh thật và ảnh lật của mình: đa số thích ảnh lật (giống gương), trong khi bạn bè của họ lại thích ảnh thật. Đây được coi là một ví dụ của hiệu ứng tiếp xúc thường xuyên: ta thích thứ ta hay nhìn thấy.
Gương không đảo và những điều ít ai biết về gương phẳng
Gương "không đảo". Ghép hai gương phẳng vuông góc với nhau theo cạnh đứng và nhìn vào chỗ giao. Ánh sáng phản xạ hai lần, hai lần lật trước sau triệt tiêu theo chiều ngang, và bạn thấy chính mình như người khác thấy: giơ tay phải thì người trong gương giơ tay ở phía bên trái của bạn, như một người thật đứng đối diện. Nhiều người lần đầu nhìn thấy mình như vậy cảm thấy rất lạ, thậm chí khó chải tóc.
Muốn soi toàn thân, gương chỉ cần cao bằng nửa người. Theo định luật phản xạ, ánh sáng từ chân lên tới mắt chạm gương ở điểm ngang nửa khoảng cách giữa mắt và chân, ánh sáng từ đỉnh đầu chạm gương ở điểm ngang nửa khoảng giữa mắt và đỉnh đầu. Vì vậy gương phẳng cao chừng một nửa chiều cao cơ thể, treo đúng độ cao, là đủ soi toàn thân, và điều này không phụ thuộc bạn đứng xa hay gần gương.
Ảnh trong gương nằm "sau" gương. Ảnh của bạn hiện ra như ở phía sau mặt gương, cách gương một khoảng đúng bằng khoảng bạn đứng trước gương. Đó là lý do khi chụp ảnh qua gương, máy ảnh phải lấy nét ở khoảng cách gấp đôi, không phải lấy nét vào mặt kính.
Gương cầu lồi, gương cầu lõm khác hẳn. Gương chiếu hậu xe máy, gương ở khúc cua thường là gương cầu lồi, cho ảnh nhỏ hơn nhưng nhìn được góc rộng; gương trang điểm phóng to thường là gương cầu lõm. Những gương này làm biến dạng ảnh, nhưng chuyện "đảo chiều nào" vẫn tuân theo cùng nguyên lý phản xạ.
Hiểu nhầm hay gặp về gương
"Gương đảo trái phải." Như đã thấy qua thí nghiệm, gương phẳng chỉ đảo chiều vuông góc với mặt gương. Cảm giác trái phải bị đổi là kết quả của phép xoay người tưởng tượng trong đầu ta. Một cách nói chính xác hơn: ảnh trong gương là bản "đối xứng gương" của vật, giống như chiếc găng tay trái là bản đối xứng của găng tay phải, không xoay cách nào cũng chồng khít lên nhau được.
"Đứng lùi xa gương thì soi được nhiều phần cơ thể hơn." Lùi xa thì thấy được nhiều phần phòng phía sau hơn, nhưng phần cơ thể của chính bạn thấy được trong một chiếc gương cố định gần như không đổi. Ảnh của bạn nhỏ đi đúng tỉ lệ với khoảng cách xa thêm, nên chiếc gương nửa người vẫn chỉ vừa đủ soi toàn thân dù đứng gần hay xa.
"Ảnh trong gương là ảnh thật của mình." Ảnh trong gương là ảnh lật, không phải hình người khác nhìn thấy. Người quen nhìn bạn ngoài đời thấy phiên bản không lật. Điều này giải thích vì sao một kiểu rẽ ngôi tóc trông đẹp khi soi gương lại có thể trông khác trong ảnh người khác chụp.
"Gương phẳng phản chiếu toàn bộ ánh sáng." Gương gia dụng thường là kính tráng lớp bạc hoặc nhôm phía sau, phản xạ phần lớn nhưng không phải toàn bộ ánh sáng; một phần bị kính hấp thụ, nhất là ở dải màu xanh lục. Vì vậy khi đặt hai gương đối diện nhau, chuỗi ảnh lặp vô tận mờ dần và ngả xanh về phía xa.
Câu hỏi thường gặp
Nếu gương không đảo trái phải, sao tay phải của người trong gương lại trông như tay trái?
Vì não ta so người trong gương với một người thật đã xoay người quanh trục đứng để đối diện mình. Người trong gương không xoay mà chỉ bị lật trước sau, nên khi đặt cạnh hình mẫu tưởng tượng, tay phải của nó rơi vào vị trí của tay trái.
Vì sao gương không làm ta lộn ngược đầu?
Gương treo tường đảo chiều vuông góc với nó, tức trước sau, nên đầu vẫn ở trên. Nếu gương nằm ngang như mặt hồ hay gương trên trần, chiều bị đảo là chiều đứng, và ảnh trông lộn ngược trên dưới.
Có nên chuyển chế độ lật ảnh trên camera trước điện thoại không?
Tuỳ mục đích. Nếu muốn ảnh giống người khác nhìn thấy bạn và chữ trên áo đọc đúng, tắt chế độ lật. Nếu muốn ảnh giống gương quen thuộc, bật nó lên. Không có lựa chọn nào đúng hay sai, chỉ là thói quen nhìn.
Động vật có hiểu hình trong gương là chính nó không?
Phần lớn động vật coi hình trong gương là con khác. Một số loài như tinh tinh, voi, cá heo và chim ác là đã vượt qua phép thử tự nhận diện trong gương ở một số thí nghiệm, tức là dùng gương để xem vết đánh dấu trên chính cơ thể mình. Kết quả với các loài khác còn được tranh luận.
Vì sao chụp qua gương, chữ trên biển quảng cáo phía sau cũng bị ngược?
Mọi thứ trong khung hình qua gương đều bị lật trước sau như bạn. Khi nhìn lại ảnh như một tấm ảnh thông thường, não diễn giải sự lật đó thành ngược trái phải, nên chữ phía sau cũng ngược như chữ trên áo bạn.