基于最新视觉理论对月亮错觉现象的解释(上)

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1、基于最新视觉理论对月亮错觉现象的解释(上)【摘要】：地平线上的月亮和太阳看起来总是比头顶天空中的月亮和太阳大一些，这种现象被称之为月亮错觉。我们观察地平线尽头天空时，视觉上会认为空间是按地面或地面平行线方向延伸到远处，而仰望头顶天空时则认为空间是按以眼为中心的视线方向延伸到远处。观察地平线尽头附近天空和太阳时，类似于视线与地面成一定角度观察公路远近路面的情况：视线以一定角度观察路面时，路面视觉宽度随视距增加而变窄的程度较小，因而地平线尽头附近的太阳看起来就会相对较大；我们观察头顶天空和太阳时，类似于视线与路面方向重合时观察公路

2、远近路面的情况：视线与路面方向重合时看到的路面视觉宽度随视距增加而变窄的程度较大，因而，头顶天空中太阳看起来就相对显得较小。不同视线角度看到的路面视觉宽度随视距增加而变窄程度，可以通过最新视觉理论计算出来，计算结果表明：视线/路面成一定角度时看到的远处路面视觉宽度，是视线/路面同一个方向时看到的远处路面视觉宽度的1.5～1.7倍左右，这和实验测得的月亮错觉差率基本上是一样的。关键词：月亮错觉；两小儿辩日；铁轨错觉；视距离理论；视觉计算Abstract:Themoonandsunappearslargernearthehoriz

3、onthanitdoesoonillusion".ilarthatobservedtheroadsurfaceinsomeperspective:eperspective,thevisualalleroonandsunappearslargernearthehorizon.aller.Keyoonillusion;Ponzoillusion;apparentdistancetheory;visualputing1．引言地平线上的月亮和太阳看起来总是比头顶天空中的月亮和太阳大一些，这种现象被称之为月亮错觉（mooillusion

4、）。地平线附近的彩虹、星座等看起来也会比头顶天空的彩虹、星座等大一些，因此，也有人将月亮错觉现象叫天体错觉[1]。公元前七世纪前，古中国和古希腊就有过关于月亮错觉的记载[2]，比如《列子》中“两小儿辩日”的故事。2000多年来，历史上出现过各种关于月亮错觉现象产生原因的解释，却始终没有形成一个普遍被承认的统一观点。产生月亮错觉现象的原因，可以肯定地说，不是傍晚和中午阳光投射到大气层表面的面积大小不同引起的。如果傍晚地平线上太阳看起来比较大的原因是由于傍晚阳光斜射大气层表面而具有较大的照射面积所引起，傍晚地平线上太阳应该比中午头

5、顶天空太阳具有更大的视角。可实际测量的结果表明，傍晚地平线附近太阳投射到眼里的视网膜小像和中午头顶天空中太阳投射到眼里的视网膜小像基本上是相等的，傍晚地平线上太阳的视觉直径却是头顶天空中太阳视觉直径的1.5～2倍左右[3]。下表是和一些朋友于99年7月份测得的早午晚天空中太阳视角（表1），以及太阳视觉直径大小的评估（表2）。表中可以看出，早午晚太阳视角基本上是一样大的，均为34′～36′左右，早晚太阳视觉直径和傍晚太阳视觉直径之比在1.6～1.8倍之间。测量方法：在一把2m长木尺上的0刻度点，固定一个直径11mm的圆环，单眼沿

6、着木尺方向透过圆环观察不同位置的太阳。移动环——眼之间距离，使得眼看到的太阳外径圆周刚好和圆环内径圆周相吻合，此时记录下环——眼之间的距离，我们就可以根据圆环直径和环——眼间距计算出不同位置的太阳视角大小。测量和计算结果表明：天空各个位置的太阳所成视角基本上是一样的，均为35′左右。评估方法：准备各种直径的圆环，圆环直径分别从5cm～45cm每间隔2cm一个圆环，共20个圆环备用。然后测试者分别观察中午12：00的太阳和傍晚19：00的太阳（注意观察太阳时佩戴深色眼镜），并用双手放在眼前30cm距离左右的地方，比量出感觉印象中

7、太阳直径面积大小。然后，另一个人在准备好的圆环中试探找出和双手直径接近的圆环，这样，就能够测得每个观察者印象中中午和傍晚太阳知觉直径大小。目前较为流行的关于月亮错觉现象产生原因的解释，是一种叫做视距离理论（apparentdistancetheory）的观点[4]。由于早晚太阳视角大小是固定不变的，傍晚地平线上太阳看起来比较大的原因，就被认为是傍晚地平线上太阳放到了更远处理解，而中午头顶天空中太阳被放到了较近处理解的结果。至于为什么地平线附近太阳为什么会被理解得更远一些，中午头顶天空中太阳会被理解得更近一些的原因，则被认为是通

8、过动眼神经调节的结果：观察地平线附近天空的时候，地面上的树木建筑等物体存在或穹顶的天空形状会诱发动眼神经调节产生更远的视觉距离感。表面上看，视距离理论是无可辩驳的，因为几乎没有人会怀疑太阳视觉直径大小的形成，是特定大小的太阳视角空间被放远到一定距离上理解的结果。可事实上，星星