看到「老貓學出版」提出這個問題，覺得滿有趣的。
看到很多回答，覺得頭昏腦脹，總覺得沒有能夠把原因簡單扼要地說明清楚。試著作圖，說明如下。
基本上，是絕對座標與相對座標的轉換問題。
假設人飄浮在宇宙，沒有任何參考點。（作這個假設，才不會被所謂的天空或天花板是上方，這種定義所confuse）。
假設鏡子在xy平面。鏡子的作用是把真實世界的(a,b,c)投影到(a,b,-c)。
對於人來說，左邊的定義是朝向左手這邊的方向。上面是朝向頭頂的方向。
Case 1。假設人站在xz平面，人腳位在(1,0,1)，眼睛在(1,0.5,1)，往zy平面看。真實世界的(0,0,0)-(0,1,1)紅色實線箭頭會被投影到鏡像的(0,0,0)-(0,1,-1)紅色虛線箭頭。此時，所謂的左邊，是在+z方向，因此會觀察到左右相反的現象。
Case 2。假設人站在xy平面，腳位在(1,1,0)，眼睛在(1,1,0.5)，往xz平面看。真實世界的(0,0,0)-(1,0,1)藍色實線箭頭會被投影到鏡像的(0,0,0)-(1,0,-1)藍色虛線箭頭。此時，所謂的上面，是在+z方向，因此會觀察到上下顛倒的現象。
Case 3。假設人站在xz平面，腳位在(0.5,0,0.5)，眼睛在(0.5,0.5,0.5)，往xy平面看藍色虛線箭頭，此時所謂的左邊在-x方向。若他回頭，看藍色實線箭頭，會發現和鏡中的藍色虛線箭頭左右相反，因為當他回頭時，所謂的左邊，已經轉變為+x方向了。
平常的生活中，人站在xz平面，鏡子在xy平面，上方是+y的方向，實像的(a,b,c)被投影到虛像的(a,b,-c)，因此，y軸在實像及虛像，方向都是相同的，不會觀察到上下顛倒的現象。觀察到的左右相反的現象有Case 1及Case 3兩種情形。
而當鏡子擺在地上時，變成人站在xy平面，上方是+z的方向，也就是Case 2的情況。此時會觀察到上下顛倒的現象，若定義上方是朝向頭頂的方向。但若定義上方就是天空的方向，自然就會認為沒有上下顛倒的現象了。
