電梯裡藏數學

文/檸檬  |2025.05.29
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圖/Julia Chou

文/檸檬 

大家有沒有注意過,搭電梯的時候,總會不自覺地看一眼牆上的鏡子?有時候是想整理頭髮,有時候只是發呆盯著自己的臉看,那面鏡子總是靜靜待在那裡,不說話、不出聲,但電梯裡的空間感,好像就因此不一樣了。

鏡像對稱 座標位置



裝有鏡子的電梯,看起來特別寬敞;沒鏡子的電梯,則像個密不透風的小盒子。這不只是錯覺,其實背後藏著一點數學的魔法。人眼判斷空間,需要靠光線反射與視覺線索。當我們看到鏡子時,大腦會自動把鏡中的影像當成「空間的延伸」,所以原本只有兩坪大的電梯,看起來像多了一倍大,彷彿還有一條通往另一個世界的通道。

這種視覺錯覺,其實與數學裡的「鏡像對稱」有關。我們學過對稱圖形,比如蝴蝶的翅膀、愛心、字母A。鏡子就是這些對稱圖形的實體版本,假設你站在鏡子前,你的位置可以表示成一個座標點(x,y),那鏡中的你就是(-x,y)。照鏡子的那一刻,其實就是親身體驗一次數學的對稱變換。

除了自己變成數學圖形主角,整個電梯空間也因鏡子的存在而「變大」。這不是魔術,是大腦自動把鏡子裡的世界當成真實的空間來解讀——這就是錯視現象。這種「變大」的錯覺不只能騙眼睛,還能騙過我們的情緒。狹小空間本來就讓人感到壓迫,但鏡子一裝上,邊界模糊、視野變寬,人的壓力自然也跟著下降。這讓我們想到數學中處理空間資訊的技巧:用簡單的工具,創造出更多可觀察的範圍,讓人在有限空間中得到更完整的感受。

不過,鏡子的用處不只於此,它還能幫我們看到「原本看不到的地方」。對於推輪椅、嬰兒車或拖著行李箱的人來說,電梯其實是一個很難轉身的地方。如果沒有鏡子,他們幾乎無法知道自己後面有沒有人、會不會撞到牆或門。但有了鏡子,只要往前看,就能一眼掌握背後的狀況,站在原地也能判斷怎麼移動更安全。這種設計看似簡單,其實蘊含了數學中的「空間資訊最大化」概念。

時間差距 主觀客觀



還有一件事,發現了嗎?鏡子會讓你覺得時間過得比較快。有沒有這樣的經驗?等電梯感覺超久,但實際上只是30秒。這就是「主觀時間」與「客觀時間」之間的差距。當我們感到無聊時,大腦會把時間拉長;但如果有鏡子可以分散注意力,讓你打發一下那短短的時間,那30秒就不會那麼漫長。這現象與數學裡的「非線性函數」很像:時間本來是均勻流動的,但我們的感知不是一條平直的線,而是一條會上下波動的曲線。鏡子沒辦法真的讓時間變短,但它「壓縮了體感時間」,也算是某種數學效果的日常應用。

所以,電梯裡那面鏡子,乍看平凡無奇,其實藏著不少數學巧思。從鏡像對稱、視覺錯覺、空間延伸,到資訊壓縮與行為穩定,它悄悄的讓我們每天都與數學擦身而過。

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