ทำไมภาพในกระจกถึงกลับซ้าย-ขวา แต่ไม่กลับบน-ล่าง?
เราทุกคนมักจะคุ้นเคยกับภาพของตัวเองที่เห็นในกระจก แต่ภาพที่เราคุ้นเคยนี้ ไม่ใช่ภาพเดียวกับที่คนอื่นเห็นเรา เนื่องจากเราเห็นภาพที่กลับซ้าย-ขวา อยู่เสมอ การแสกผมไปทางซ้ายที่เราคิดว่าอาจจะดูดีกว่าทางขวา แท้จริงแล้วจะสลับข้างกับสิ่งที่คนอื่นเห็น
แม้กระทั่งโทรศัพท์สมาร์ทโฟนทุกวันนี้ก็ยังคงต้องใช้หลักการนี้ เวลาที่เราหันกล้องมาถ่ายเซลฟี่ ภาพในโทรศัพท์ก็จะเป็นภาพกลับซ้าย-ขวา เช่นเดียวกับภาพในกระจก เราสามารถพิสูจน์ได้ง่ายๆ โดยการหันกล้องเซลฟี่ไปหาตัวหนังสือ เราจะพบว่าเราไม่สามารถอ่านได้ แต่ทันทีที่ถ่ายออกมา ภาพจะกลับมาเป็นปรกติ ที่เป็นเช่นนี้เป็นเพราะว่าหากกล้องไม่กลับซ้าย-ขวา เช่นนี้ เราจะไม่คุ้นหน้าตัวเองถึงขั้นสับสนว่าเราควรจะยกมือข้างไหนหรือหันกล้องไปทางไหนเพื่อให้ได้มุมที่ดีที่สุด
แล้วกระจกมีความพิเศษอย่างไร? การกลับข้างซ้าย-ขวานี้ไม่ได้เกิดขึ้นเฉพาะในกระจกเท่านั้น แต่เราสามารถพบเห็นปรากฏการณ์นี้ได้ทั่วๆ ไป เช่น เวลาที่เราพยายามเลียนแบบครูสอนแอโรบิคที่ด้านหน้า เราจะต้องกลับข้างซ้าย-เป็นขวา เสมอ
อีกตัวอย่างหนึ่งที่พบกันในทางดาราศาสตร์ก็คือ ท้องฟ้ามีทิศตะวันออก-ตะวันตกที่กลับข้างกับบนโลก! หากใครเคยใช้แผนที่ดาว จะพบว่าแผนที่ดาวนั้นมีการวางตำแหน่งทิศ E-W กลับข้างกัน นั่นคือ W จะอยู่ด้านขวา กลับกันกับแผนที่โลก ที่เป็นเช่นนี้ก็เป็นเพราะว่าสำหรับแผนที่โลกแล้วนั้น เราก้มลงมองที่พื้น ในขณะที่เวลาเราดูดาว เราแหงนหน้ามองขึ้นฟ้า เมื่อทั้งสองแผนที่ชี้ไปยังทิศตะวันออกเดียวกัน ตำแหน่งซ้าย-ขวาของทิศจึงกลับข้างกัน
แล้วซ้าย-ขวา กับ บน-ล่าง แตกต่างกันอย่างไร? ทำไมเราจึงมีการกลับข้างแค่ซ้าย-ขวา แต่ด้านบน-ล่างจึงยังคงเดิม? ความจริงแล้วภาพในกระจกไม่ได้มีการสลับทั้งซ้าย-ขวา และ บน-ล่าง แต่เป็นการสลับ หน้า-หลังต่างหาก หากเรามองดูคนที่ส่องกระจกจากด้านข้าง เราจะพบว่าระนาบสมมาตรนั้นอยู่ที่ระนาบของกระจก และทุกๆ อวัยวะของมนุษย์และภาพสะท้อนจะอยู่ห่างจากกระจกเป็นระยะทางเท่ากันเสมอ
สิ่งที่ทำให้ซ้าย-ขวา แตกต่างกับ บน-ล่าง ก็คือนิยามของเราต่างหาก
ยกตัวอย่างเช่น ทิศทางในแผนที่โลกและแผนที่ท้องฟ้า เราจะพบว่าทั้งสี่ทิศต่างก็ชี้ไปยังทิศทางเดียวกันทั้งสิ้น แต่ในการวางแผนที่นั้น เราจะวางทิศเหนือขึ้นข้างบนก่อนเสมอ และเรามักจะคุ้นเคยกับการที่ทิศตะวันออกอยู่ในทิศทางตามเข็มนาฬิกา จากทิศเหนือ ซึ่งสลับข้างกับแผนที่ท้องฟ้า เราจึงรู้สึกว่าแผนที่ท้องฟ้านั้น "สลับซ้าย-ขวา" กันกับแผนที่โลกที่เราคุ้นเคย
เช่นเดียวกัน เราซึ่งเดินอยู่บนพื้นโลก คุ้นเคยกับทิศบน-ล่าง ที่ถูกนิยามโดยแรงโน้มถ่วง และเรานิยามทิศทางด้าน ซ้าย-ขวา โดยอ้างอิงจากบน-ล่าง เช่น เรานิยามว่าด้าน "ขวา" คือด้านที่ตามเข็มนาฬิกามาจากด้าน "บน" เราจึงพบว่าภาพในกระจกมีการกลับด้านซ้าย-ขวา แทนที่จะกลับ บน-ล่าง
ถ้าหากเรานิยามว่าด้าน "บน" คือทิศที่อยู่ในทิศทวนเข็มนาฬิกาจากด้าน "ขวา" เราก็จะพบว่าภาพในกระจกของเรานั้นมีการกลับทิศด้าน บน-ล่าง มากเสียกว่าด้านซ้าย-ขวา
เราจะเห็นได้ว่า การที่เราสังเกตเห็นภาพในกระจกกลับด้านซ้าย-ขวา นั้นไม่ได้เกิดขึ้นจากอะไรเลยนอกไปเสียจากนิยามทิศทางซ้าย-ขวาของเรา ซึ่งใช้บน-ล่างเป็นตัวอ้างอิงนั่นเอง ในขณะที่แท้จริงแล้วภาพในกระจกเงาเป็นเพียงภาพที่สลับหน้า-หลัง