不知道大家是否有過這種經(jīng)驗:月亮在地平面上剛準(zhǔn)備升起的時候比高掛在天空要來得大。月亮是不會改變體積大小的,造成視覺上大小改變的原因很多,最簡單的說法就是月亮在地平面升起的時候離我們比較近,任何物體走遠(yuǎn)了就會變小。這是小學(xué)生都知道的常識。然而事實恰恰相反,月亮從地平面升起的時候離觀察者比較遠(yuǎn)。
也許是地球大氣造成的吧!在月亮剛升起的時候,月光經(jīng)過較厚的大氣層,折射效應(yīng)也一定會造成視面積變大——不對!各位可別氣餒,亞里士多德的答案就和各位一樣,他認(rèn)為從地平面升起的月光經(jīng)過空氣中的水氣時產(chǎn)生折射而變大。但是空氣折射只會讓月亮看起來扁一點,而不是變大一點。答案到底是什么呢?答案就是——它根本就沒有變大!
簡單的實驗就可以證實月亮并沒有變大:單手伸直,手中拿個圓形藥片指向月亮,月亮的角直徑為0.52°,假如找到合適大小的藥片,便能剛好遮住整個月亮;在月亮剛升起的時候測量一次,當(dāng)它到達(dá)天頂時再量一次,兩次的結(jié)果是相同的,月亮的大小并沒有改變!原來又被我們的眼睛給欺騙了。
光說是眼睛的錯覺是不夠的,科學(xué)家要知道錯覺是如何產(chǎn)生的。最早發(fā)現(xiàn)這一問題癥結(jié)所在的,是11世紀(jì)的阿拉伯天文學(xué)家阿爾哈森。他認(rèn)為地平面的月亮看起來比較大,是因為我們認(rèn)為剛從地平面升起的月亮比在天頂上的月亮遠(yuǎn)。至今這個理論比較為人所接受,一般稱為視距離理論。
這是個蠻有意思的理論。一般理論都認(rèn)為較遠(yuǎn)的物體應(yīng)該比較小,但是視距離理論說明看起來較遠(yuǎn)的地平面卻有著看起來較大的月亮。其實歸根結(jié)底是我們的大腦騙了我們,是視距離理論造成的幻覺。
月亮剛從地平面升起時,和周遭的前景比較,人的大腦判斷月亮是在較遠(yuǎn)的地方;當(dāng)月亮爬升到頭頂,已經(jīng)沒有前景可做比較,因此大腦判斷這時的月亮比較近,兩相比較,就覺得靠近地平面的月亮比較大。這又稱為旁左鐵道幻覺,是1913年由馬里奧·彭佐提出的。
有趣的是,假如你彎下腰來,眼睛從胯下向后望去,你能發(fā)現(xiàn)地平面的月亮?xí)冃∫稽c—這可能是因為月亮下方?jīng)]有地平面可供判斷距離遠(yuǎn)近。
故事就這樣結(jié)束了嗎?科學(xué)家滿足這套幻覺的說法嗎?伊利諾州立大學(xué)物理系的卡爾·J.溫寧就不認(rèn)同這種說法。在他1985年發(fā)表的一篇文章中,他舉例說明當(dāng)一架飛機(jī)飛到很高的高度,所有的前景都消失,旁左鐵道幻覺就不存在,但這時地平面的月亮還是看起來比較大。溫寧提出的說法是旁左鐵道幻覺再加上我們對天空遠(yuǎn)近的認(rèn)知。簡單地說,他的理論是將上個理論的前景換成背景(也就是天空)。他用一個小實驗來證實他的說法。我們都知道眼睛有所謂余像的效應(yīng):小時候曾在課本每一頁的邊緣畫些簡單的卡通圖案,每一頁之間構(gòu)成連續(xù)圖案:當(dāng)用手指快速翻閱時,卡通圖案也跟著動起來,這就是利用人的視覺余像欺騙大腦,造成連續(xù)圖案。在溫寧的實驗中,先用雙眼注視燈泡一段時間,然后走到戶外(當(dāng)然實驗要在晚上進(jìn)行),睜開眼睛望向天頂,眼睛仍然可以看到剛才燈泡的余像,余像的大小不會改變;但當(dāng)你望向地平面時,你將發(fā)現(xiàn)余像會大一些。這是因為我們總覺得地平面的天空比較遠(yuǎn),再加上旁左鐵道幻覺,就覺得余像比較大。
但故事還沒結(jié)束,即使到了現(xiàn)在,威斯康星大學(xué)白水分校心理系的唐·麥克里迪也提出一個完全不同的說法。各位在今年中秋的時候,除了一邊吃月可以動腦筋想月亮幻覺這回事。