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¿Por qué un espejo invierte izquierda y derecha, pero no arriba y abajo?

Categoría: Tecnología

Cuando levantas la mano derecha frente a un espejo, tu reflejo parece levantar la mano izquierda. Sin embargo, la cabeza no aparece abajo y los pies arriba. Entonces, ¿el espejo solo invierte la izquierda y la derecha? Esta pregunta ha sido analizada durante mucho tiempo por físicos y psicólogos. Antes de entender por qué percibimos la inversión lateral, comprobemos qué hace realmente el espejo.

Seguiremos un orden lógico. Primero, verificaremos qué está haciendo el espejo desde el punto de vista óptico. Luego, exploraremos cómo nuestro cerebro interpreta esa imagen.

1. Qué ocurre con tu imagen frente al espejo: izquierda y derecha cambian, arriba y abajo no

Si levantas la mano derecha, la imagen en el espejo parece levantar la mano izquierda. No obstante, la imagen mantiene la cabeza arriba y los pies abajo; no se invierte la vertical. Si el espejo fuera un dispositivo que intercambia "izquierda y derecha", ¿por qué no intercambia también arriba y abajo? Esta duda no solo tiene una explicación física, sino que también conecta con cómo las personas ven la imagen, un tema que los investigadores han debatido durante mucho tiempo [4]. Para entenderlo, primero debemos determinar qué hace el espejo con la luz.

2. El espejo solo invierte la dirección de delante hacia atrás

John Baez, matemático de la Universidad de California en Riverside, explica que el espejo plano trata de manera especial solo una dirección: la perpendicular a la superficie del espejo [1]. Esa dirección, es decir, de delante hacia atrás, es la única que se invierte. El físico Masahiro Hotta también describe el espejo como un dispositivo que produce una inversión de "delante y detrás" perpendicular a la superficie [2]. Según Hotta, la dirección arriba-abajo, que es paralela al espejo, no cambia; lo que vemos como "inversión lateral" es el resultado de haber intercambiado delante y detrás.

Se cuenta que el físico Feynman lo explicó con el ejemplo de señalar con el dedo [3]. Si señalas una dirección paralela al espejo (por ejemplo, hacia el este), el dedo en la imagen apunta en la misma dirección. Si señalas hacia el espejo (hacia el norte, por ejemplo), la imagen apunta en la dirección opuesta (hacia el sur). Lo único que se invierte es el eje perpendicular al espejo. Es más fácil entenderlo si piensas que, al levantar la mano derecha, el espejo solo cambia la componente perpendicular de la dirección hacia la que apunta la mano.

3. Por qué "arriba", "abajo", "izquierda" y "derecha" dependen de quien mira

Baez señala que las categorías de arriba-abajo e izquierda-derecha son convenciones que las personas imponen al mundo del espejo [1]. El espejo solo invierte la dirección perpendicular a su superficie. Según la explicación del físico Hotta, la izquierda y la derecha se definen solo una vez que se han establecido las direcciones arriba-abajo y delante-detrás [2]. Si miras hacia "adelante" y defines "arriba", entonces se determina en qué lado está tu mano derecha. Por lo tanto, en una imagen donde solo se ha invertido delante y detrás, el "arriba" sigue siendo "arriba", pero la percepción de la izquierda y la derecha cambia.

Para entenderlo mejor, podemos pensar que, al mirar el reflejo, inconscientemente asumimos que hemos dado la vuelta para colocarnos detrás de la imagen y estar en la misma dirección que ella. Si lo vemos así, nuestra mano derecha parece corresponder a la mano izquierda de la imagen. En física, a este tipo de magnitud se le llama magnitud axial [2].

4. Por qué se ven invertidos tu reflejo y las letras: dos razones distintas

El profesor Yotaro Takano de la Universidad de Tokio demostró, basándose en experimentos, que la inversión especular de uno mismo (ver tu imagen invertida lateralmente) y la inversión especular de las letras son fenómenos diferentes que ocurren por razones distintas [4]. Según un artículo de la universidad, cuando una persona se enfrenta al espejo, entre el 30 % y el 40 % de las personas sienten que "la izquierda y la derecha no están invertidas". Sin embargo, en el experimento, todas las personas percibieron que las letras legibles estaban invertidas lateralmente. Aquí, el 30-40 % se refiere a la proporción de personas que no perciben la inversión, no a las que sí la perciben.

También se menciona que las personas que no conocen el ruso no percibieron la inversión lateral en las letras. Parece que la percepción de la inversión de las letras está conectada con si se conoce o no el idioma que se está leyendo [4].

5. Qué dicen los investigadores: todavía no hay una única explicación

La teoría de los múltiples procesos del profesor Takano considera que la inversión especular es una combinación de tres tipos de factores: la desviación en la forma de colocar el punto de vista, la discrepancia entre la representación mental de los objetos y la imagen especular, y la conversión óptica del espejo. Esta teoría fue publicada en una revista académica en 1998, y se considera que los experimentos posteriores de 2007 son consistentes con ella [5].

Por otro lado, otros investigadores han propuesto una teoría que afirma que se puede explicar mediante la combinación de la inversión óptica de delante y detrás del espejo y la forma en que se define el "eje izquierdo-derecho", sin necesidad de procesos psicológicos [6]. Como solo hemos podido verificar los resúmenes de ambos artículos, nos limitamos a presentar estas teorías como opciones existentes.

6. Cómo comprobarlo tú mismo con el dedo y el espejo

Puedes hacer una prueba sencilla hoy mismo. Extiende el dedo índice hacia el espejo y luego extiéndelo hacia un lado. Compara cómo se ve el dedo en la imagen en cada caso. Puedes observar si solo la dirección hacia el espejo parece invertirse. También puedes observar cómo se ve una hoja de papel con letras grandes escritas en el espejo. Comparar la imagen del espejo con la vista del papel girado y mirado a contraluz te dará la oportunidad de pensar si la sensación de "estar invertido" es la misma en ambos casos.

Si deseas investigar más, en la sección de fuentes encontrarás un artículo de la Universidad de Tokio. El artículo está en japonés, por lo que puedes leer sobre los detalles de los experimentos y por qué los investigadores consideraron que se trataba de "fenómenos distintos".

Fuentes

  1. John Baez, "Do Mirrors Reverse Left and Right?" Universidad de California en Riverside https://math.ucr.edu/home/baez/physics/General/Mirrors/mirrors.html (Sobre la dirección que invierte el espejo plano)
  2. Masahiro Hotta, "Historia de la izquierda y la derecha en el espejo" (note) https://note.com/quantumuniverse/n/n73750bdd80a2 (Sobre la inversión de delante y detrás y cómo la izquierda y la derecha se definen por arriba-abajo y frente-fondo)
  3. Gizmodo, "¿Por qué los espejos invierten la izquierda y la derecha, pero no el arriba y el abajo?" https://gizmodo.com/why-do-mirrors-reverse-left-and-right-but-not-top-and-5971306 (Sobre la introducción del ejemplo de señalar con el dedo de Feynman)
  4. Universidad de Tokio, "La inversión lateral en los espejos no era un solo tipo" https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/p01_191101_01.html (Sobre el hecho de que la inversión especular de uno mismo y de las letras son fenómenos distintos)
  5. Takano (1998) Psychonomic Bulletin & Review 5(1), 37-55 https://link.springer.com/content/pdf/10.3758/BF03209456.pdf (Sobre el contenido de la teoría de los múltiples procesos)
  6. Tabata & Okuda (2000) Psychonomic Bulletin & Review https://link.springer.com/article/10.3758/BF03210737 (Sobre el contenido de la explicación alternativa)