用镜子制造不可能的物体

我们大多数人并不真正了解镜子的工作原理，这使得一些反射性欺骗变得有趣

我们每天、每时每刻都被镜子包围着——当我们开车、刷牙、出门前检查头发时。然而，尽管镜子无处不在，但它们仍然有些神秘。至少在民间故事和小说中，它们可以成为通往精神、魔法或超自然领域的管道：镜子可以揭露我们中间没有灵魂的吸血鬼。它们可以召唤传说中臭名昭著的钩子手杀人狂糖果人。而厄里斯魔镜——因哈利·波特而出名——拥有揭示观看者内心最深渴望的非凡力量。

我们对镜子的着迷可能部分源于它们常常违背期望这一事实。不仅我们发现反射面的左右反转令人不安，而且我们许多关于镜子如何工作的来之不易的直觉都是完全错误的。英国利物浦大学的心理学家马可·贝尔塔米尼和他的同事们已经确定了我们通常对镜子持有的三种错误信念：首先，人们通常预测他们会在到达镜子前看到自己。换句话说，他们高估了镜子中可见的东西。这种误算被称为“早期错误”。其次，大多数人认为他们在镜子上的投影（他们可以用笔在其表面描绘的轮廓）与他们的身体大小相同。实际上，他们看到的投影是他们身体物理尺寸的一半。第三，人们倾向于认为他们自己图像的镜面投影会随着距离而缩小，因此如果他们离小镜子足够远，他们就会在小镜子中看到他们的全身。但事实上，距离并不影响身体投影的大小。此外，一些研究表明，人们认为镜子中的物体在某种程度上不如非反射物体真实。我们在此展示的错觉都利用了我们对镜子的了解甚少这一事实。

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贝尔塔米尼和他的同事理查德·拉托和爱丽丝·斯普纳（当时都在利物浦）创造了“维纳斯效应”一词来描述一种奇特的现象，这种现象在罗马爱神维纳斯的艺术描绘中得到了例证。这类肖像画在文艺复兴时期风靡一时。在一些画作中，维纳斯与一面小镜子一起出现——由维纳斯本人或她的亲近之人拿着——镜子反射出她的脸。

当被要求描述提香的《维纳斯与镜子》或迭戈·委拉斯开兹的《罗克比维纳斯》（上图）等画作时，大多数人会说这位女神正在镜子里看着自己。然而，问题是镜子没有放在维纳斯的视线中。根据光学定律，如果我们能在镜子里看到维纳斯的脸，那么她也在看着我们，而不是欣赏自己的形象。这种错觉不仅限于绘画：它也发生在照片和现实生活中，电视和电影制作经常利用它。

维纳斯效应的一个原因是，我们非常不擅长估计来自他人有利位置的视角。研究人员尚未确定古代大师们是否无意中将维纳斯效应纳入他们的作品中，还是作为有意识的艺术选择的结果。我们可能永远不会知道，但这似乎很可能委拉斯开兹——错综复杂的镜子游戏《宫娥》的创作者——可能很了解镜子，以及我们无法真正掌握它们的能力。图片来源：VCG Wilson Getty Images

这一切都是用镜子完成的

杉原厚吉对错觉的兴趣源于最初看起来像是软件故障的东西。这位日本明治大学的数学工程师开发了一个计算机程序，用于读取建筑物蓝图和其他三维物体的线条图。为了测试它，他将不可能物体的图像输入到他的程序中，例如彭罗斯阶梯（由 M. C. 埃舍尔著名绘制），它看起来像同时向上和向下。令他惊讶的是，该软件并非总是吐出错误消息。相反，它将许多这些图像解释为 3-D 实体，这些实体只有从特定有利位置观看时才显得不可能。一旦他确信软件的解释是正确的，他就开始构建“不可能的固体”，最初是用纸板，最近是用 3-D 打印机。在这个过程中，杉原还创造了新型的不可能物体。他最近的错觉依赖于镜子，并概括了事物并不总是看起来那样的公理。（有关更多详细信息和制作其中一些物体的模板，请访问杉原的网站 http://home.mims.meiji.ac.jp/~sugihara/Welcomee.html。）

在左侧的错觉中，一个小车库内的黄色玩具车位于垂直镜子前，但车库屋顶的反射看起来形状不对。杉原的技巧需要两个特定的同时有利位置——直接看到汽车并通过镜子看到汽车。然而，屋顶的实际形状与从这两个视点看到的形状不符。您可以通过点击杉原网站主页上的链接来构建您自己的杉原模糊车库屋顶纸模型。

杉原最新的错觉展示了一面镜子，它无法反射位于其前方的固体物体的一半。不过，先别急着拿出大蒜项链和圣水：再一次，这只是视角问题。图像的下半部分——未反射部分——是一个平放在地面上的 2-D 图形，只有从特定有利位置才能看到体积。要制作您自己的半消失六边形，请点击杉原网站上标记为“第四代：部分隐形物体”的链接。为了达到最佳效果，请稍微向下倾斜镜子。图片来源：杉原厚吉提供

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