거울 속 내 얼굴은 “환각”이 아니었다! 허상에 숨겨진 빛의 물리학
사이언스 트레이너 쿠와코 켄입니다. 매일이 실험입니다.
거울이나 렌즈를 들여다볼 때 보이는 ‘허상’.
그것은 환상일까요? 아니면 뇌가 착각해서 만들어낸 것일까요? 사실 많은 사람들이 헷갈리기 쉬운 이 현상은, 과학적으로 정확하게 설명하려고 하면 생각보다 훨씬 깊이 있는 주제입니다.
‘허상’이라는 말이 만들어내는 함정
허상을 설명할 때 저 역시 ‘실제로 존재하지 않는 것이 보인다’, ‘마음속에서 그렇게 생각하는 것이다’와 같은 표현을 쓰곤 합니다. 하지만 가만히 생각해 보면 뭔가 정확하지 않다는 느낌이 듭니다. 그렇다면 어떻게 설명해야 제대로 전달할 수 있을까 고민하게 되었습니다. 코토뱅크에서 허상을 찾아보면 다음과 같이 설명되어 있습니다.
일반적으로 물체가 보이는 것은 그 물체에서 나온 광선이 눈에 들어와 망막에 물체의 상을 만들기 때문이다. 그런데 실제로 물체가 존재하지 않더라도, 물체가 존재할 때와 같은 상태로 광선이 눈에 들어오면 존재하지 않는 물체가 보이게 된다. 그러나 이것을 환각이나 착각과 같은 것으로 생각해서는 안 된다. 실제 물체에서 나온 광선과 허상에서 나온 광선을 구별할 방법은 원리적으로 존재하지 않기 때문이다. 우리가 일상적으로 거울을 통해 보는 자신의 얼굴이나 백미러에 비치는 뒤따라오는 자동차 등이 허상의 예이다. ［미야케 가즈오］ 코토뱅크
이 설명에서 가장 중요한 부분은 바로 ‘허상은 착각이 아니다’라는 한마디입니다.
‘착각’이나 ‘오해’라는 표현을 사용하면 마치 뇌가 제멋대로 환상을 만들어내는 것처럼 오해하기 쉽습니다. 하지만 실제로 눈에 들어오는 빛 자체는 분명히 진짜입니다. 다만 그 빛이 ‘어디에서 온 것처럼 보이는가’라는 점에서 실제 물체의 위치와 차이가 생기는 것뿐입니다.
애초에 무언가를 본다는 것은 망막에 맺힌 빛을 바탕으로 판단하는 과정입니다(빛이 전기 신호로 바뀌어 뇌로 전달되고, 뇌에서 영상이 만들어집니다). 이것은 실상이든 허상이든 마찬가지입니다. 디지털카메라도 같은 원리로 작동합니다. 그러니 단순히 ‘마음먹기에 달렸다’거나 ‘착각이다’라고 할 수는 없는 것이죠.
바로 이 부분이 아주 재미있는 지점입니다. 우리의 눈과 디지털카메라는 모두 빛을 받아 그것을 영상으로 바꾸는 ‘빛 센서’라는 점에서 기본적으로 같은 역할을 합니다. 카메라의 센서가 ‘착각’을 해서 사진을 찍는 것이 아닌 것처럼, 우리의 눈 역시 들어온 빛을 있는 그대로 받아들여 처리할 뿐입니다. 즉, 허상이 보이는 현상은 뇌가 잘못 판단한 결과가 아니라, 눈이라는 정교한 광학 장치가 ‘주어진 정보를 정확하게 처리한 결과’라고 할 수 있습니다.
실상과 허상, 결정적인 차이는 어디에 있을까?
실상과 허상의 차이를 생각해 보면, 실상은 빛이 실제로 그 위치에 모이는 것이 특징입니다. 그곳에 스크린을 놓으면 모인 빛이 다시 여러 방향으로 퍼져 나갑니다. 그래서 보는 방향을 바꾸더라도 마치 그곳에 물체가 실제로 존재하는 것처럼 볼 수 있습니다.
영화관 스크린에 나타나는 영상이 대표적인 실상의 예입니다. 렌즈를 통과한 빛이 실제로 그 위치에 모이기 때문에, 스크린이라는 ‘받침대’를 놓으면 누구나 같은 영상을 볼 수 있고, 보는 각도를 바꾸어도 영상은 그곳에 계속 존재합니다.
반면 허상의 경우에는 빛이 실제로 그 위치에 모이는 것이 아닙니다. 거울 뒤쪽이나 렌즈 반대편에 물체가 있는 것처럼 보이지만, 그곳에 빛이 실제로 존재하는 것은 아닙니다.
그림은 보자. 움직이자. 생각하자.의 허상 시뮬레이션을 참고했습니다.
URL：https://理科sim.jp/
허상 시뮬레이션, 정말 재미있네요.
그 위치에 스크린을 가져다 놓아도 아무것도 나타나지 않습니다. 우리가 보고 있는 것은 어디까지나 ‘그곳에서 빛이 나온 것처럼 보인다’는, 빛의 진행 방식이 만들어낸 위치 정보에 불과합니다. 바로 이 ‘빛이 실제로 한곳에 모이는가, 그렇지 않은가’가 실상과 허상을 구분하는 결정적인 차이라고 할 수 있습니다.
문의 및 의뢰에 대하여
과학의 신비와 재미를 좀 더 친근하게! 집에서 직접 해볼 수 있는 재미있는 과학 실험과 그 요령을 알기 쉽게 소개하고 있습니다. 다양한 실험을 검색해 보세요!
・과학의 네타장이 책으로 출간되었습니다. 자세한 내용은 여기
・운영자 쿠와코 켄에 대해서는 여기
・각종 의뢰(집필・강연・실험 교실・TV 과학 자문・출연 등)는 여기
・새 글 업데이트 소식은 X에서 확인하세요!
과학의 네타 채널에서는 실험 영상을 공개하고 있습니다!
９月のイチオシ実験！
お弁当箱をプラバンがわりにしてキーホルダーを作ろう！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ８月２７日（木）科学監修番組放送予定
- ９月２０日（日）ダビンチマスターズ出演予定
- １０月１０日（土）11:15~12:00 千葉市科学フェスタ2026「桑子先生の回転科学ショー」にてサイエンスショーを行います。
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
