Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Эта статья про иллюзию, когда Луна кажется больше у горизонта. Для иллюзии, когда видимый источник освещения не соответствует положению Солнца на небе, см. Лунный терминатор .

Урожай луна

Иллюзия Луны является оптической иллюзией , которая заставляет Луну появиться больше вблизи горизонта , чем это делает выше в небе . Он был известен с древних времен и записан различными культурами. [1] [2] Объяснение этой иллюзии до сих пор обсуждается. [2] [3] [4]

Доказательство иллюзии [ править ]

Угол, под которым полная Луна образует глаз наблюдателя, можно измерить непосредственно с помощью теодолита, чтобы показать, что он остается постоянным, когда Луна поднимается или опускается в небе. Фотографии Луны на разных высотах также показывают, что ее размер остается прежним. Простой способ продемонстрировать, что эффект является иллюзией, - подержать небольшой камешек (скажем, 0,33 дюйма или 8,4 миллиметра в ширину) на расстоянии вытянутой руки (25 дюймов или 640 миллиметров) с одним закрытым глазом, расположив камешек так, чтобы он покрыл ( затмения) полная Луна высоко в ночном небе. Затем, когда на горизонте кажется очень большая Луна, тот же камешек также покроет ее, показывая, что размер Луны не изменился, потому что камешек все еще будет покрывать Луну.

Между различными полнолунием угловой диаметр Луны может варьироваться от 29,43 угловых минут в апогее до 33,5 угловых минут в перигее - увеличение примерно на 14% видимого диаметра или 30% видимой площади. [5] Это происходит из-за эксцентриситета из орбиты Луны .

Возможные объяснения [ править ]

На этом смоделированном горизонте Луна выглядит больше возле далеких зданий, чем рядом с ними.

Размер наблюдаемого объекта может быть объективно измерен либо как угловой размер (угол зрения, который он образует в глазу, соответствующий пропорции поля зрения, которое он занимает), либо как физический размер (его реальный размер измеряется в скажем, метров). Однако воспринимаемый размер слабо связан с этими концепциями. Например, если два одинаковых знакомых объекта расположены на расстоянии пяти и десяти метров соответственно, то более удаленный объект занимает примерно половину угла обзора более близкого объекта, но обычно воспринимается как тот же размер (явление называется постоянством размера), а не вдвое меньше. И наоборот, если более удаленный объект имеет тот же угол, что и более близкий объект, он обычно воспринимается как вдвое больше.

Поэтому один вопрос, касающийся иллюзии Луны, заключается в том, кажется ли Луна на горизонте больше, потому что ее воспринимаемый угловой размер кажется больше, или потому, что ее воспринимаемый физический размер кажется больше, или какая-то комбинация того и другого. В настоящее время нет единого мнения по этому поводу. Самое последнее исследование иллюзии Луны было проведено психологами, специализирующимися на человеческом восприятии. Книга 1989 года «Иллюзия луны» под редакцией Хершенсона предлагает около 24 глав, написанных различными исследователями иллюзий, приходящими к разным выводам. Рассмотрев множество различных объяснений в своей книге 2002 года «Тайна иллюзии луны» , Росс и Плаг приходят к выводу: «Ни одна теория не вышла победителем». [6]Они утверждают, что размер иллюзии варьируется, но обычно это видимое увеличение в диаметре примерно на 50 процентов. Наиболее важным фактором является обзор местности, но есть небольшой вклад и других факторов, таких как угол обзора, поза и движения глаз. [ необходима цитата ]

Преломление и расстояние [ править ]

Птолемей пытался объяснить иллюзию Луны через атмосферную рефракцию в Almagest , а позже (в оптике ) в качестве оптической иллюзии из - за видимое на расстояние , [7] [8] или трудность смотрит вверх, хотя интерпретации счета в Оптика оспаривается. [9] Точно так же Клеомед (около 200 г. н.э.) в своей книге по астрономии приписывал иллюзию как преломлению, так и изменениям видимого расстояния. [2] В « Книге оптики» (1011–1022 гг. Н.э.) Ибн аль-Хайтам. (Альхазен) повторил рефракцию в качестве объяснения, но также предложил более подробное объяснение, основанное на промежуточных объектах и ​​видимом расстоянии.

Благодаря дополнительным работам ( Роджера Бэкона , Джона Пешама , Витело и других), основанных на объяснении Ибн аль-Хайсама, иллюзия Луны была принята как психологический феномен в 17 веке. [10]

Гипотеза очевидного расстояния [ править ]

Облака у горизонта, как правило, дальше от зрителя, а облака высоко в небе - ближе, создавая впечатление плоской или слегка изогнутой поверхности неба.

Теория видимого расстояния, очевидно, была впервые четко описана Клеомедом около 200 г. н.э. Теория предполагает, что Луна на горизонте выглядит больше, чем Луна в зените, потому что она смотрит дальше. Ибн аль-Хайсам был более конкретным: его аргумент состоял в том, что оценка расстояния до объекта зависит от наличия непрерывной последовательности промежуточных тел между объектом и наблюдателем; однако, поскольку между Землей и Луной нет промежуточных объектов, воспринимаемое расстояние слишком короткое, и Луна кажется меньше, чем на горизонте. [2] Исследователи утверждали [11]что гипотеза очевидного расстояния проблематична с научной точки зрения, потому что она объясняет восприятие как следствие восприятий: Луна смотрит дальше, потому что кажется больше. Однако, вероятно, за этими отношениями стоят сложные внутренние процессы.

В 1813 году Шопенгауэр писал об этом, что иллюзия Луны «чисто интеллектуальная или церебральная, а не оптическая или чувственная». [12] Мозг принимает чувственные данные, которые передаются ему из глаза, и воспринимает большую Луну, потому что «наше интуитивно воспринимающее понимание рассматривает все, что видно в горизонтальном направлении, как более удаленное и, следовательно, как более крупное, чем объекты, которые видны в вертикальном направлении ". [13] По словам Шопенгауэра, мозг привык видеть объекты земного размера в горизонтальном направлении, а также на них влияет атмосферная перспектива.

Схема Луны на фоне облака одинакового размера на разной высоте в небе. Когда Луна находится высоко, облака, против которых она находится, ближе к зрителю и кажутся крупнее. Когда Луна находится низко в небе, те же облака располагаются дальше и кажутся меньше, создавая иллюзию большей Луны.

Если Луна воспринимается как находящаяся в непосредственной близости от других объектов, видимых в небе, можно ожидать, что она также будет отступать по мере приближения к горизонту, что должно привести к уменьшению изображения на сетчатке глаза . Но поскольку его изображение на сетчатке приблизительно одинакового размера, независимо от того, находится ли он рядом с горизонтом или нет, мозг, пытаясь компенсировать перспективу , предполагает, что низкая Луна должна быть физически больше.

Обширные эксперименты, проведенные Кауфманом и Роком в 1962 году, показали, что решающим причинным фактором в иллюзии является изменение структуры сигналов на расстояние, сравнимое с иллюзией Понцо . Считается, что Луна на горизонте находится в конце участка местности, уходящего вдаль, в сопровождении далеких деревьев, зданий и т. Д., Все это указывает на то, что она должна быть далеко, в то время как эти сигналы отсутствуют на зенитная луна. Эксперименты многих других исследователей дали тот же результат; а именно, когда изображения на большом расстоянии вычитаются из вида большой Луны на горизонте, она кажется меньше. Когда к зениту Луны добавляются графические подсказки, указывающие на увеличенное расстояние, она кажется больше.

Потенциальная проблема для теории очевидного расстояния заключалась в том, что немногие люди (возможно, около 5%) воспринимали Луну на горизонте как больше и дальше. Действительно, большинство людей (возможно, 90%) говорят, что горизонт Луны кажется больше и ближе, чем Луна в зените (Boring, 1962; Hershenson, 1982; McCready, 1965, 1986; Restle, 1970). Большинство остальных говорят, что она выглядит больше и находится примерно на таком же расстоянии, что и Луна в зените, а некоторые люди вообще не сообщают об иллюзии Луны. Однако ответ, что Луна на горизонте кажется больше, но не ближе, чем Луна в зените, может быть вызвано тем, что логика зрителя искажает их восприятие; потому что зритель знает, что Луна не может быть физическидальше они не осознают восприятие. Это подкрепляется идеей о том, что мозг не осознает расстояние и размер сознательно, поскольку пространственное восприятие является подсознательным, корковым познанием ретино. В соответствии с возможностью того, что сообщаемое расстояние до Луны обусловлено логикой, а не восприятием, является вывод о том, что эти различные сообщения - некоторые сообщают о более близких расстояниях, а другие нет - вероятно, из-за предвзятости ответа. [14] Тем не менее, объяснение очевидного расстояния наиболее часто встречается в учебниках.

Гипотеза относительного размера [ править ]

Эббингауз иллюзия . Нижний центральный круг, окруженный маленькими кружками, может представлять Луну на горизонте, сопровождаемую объектами меньшей визуальной протяженности, а верхний центральный круг представляет собой зенитную Луну, окруженную небесными пространствами большей визуальной протяженности. Хотя оба центральных круга на самом деле имеют одинаковый размер, нижний многим кажется больше.

Исторически самой известной альтернативой теории «видимого расстояния» была теория «относительного размера». Это говорит о том, что воспринимаемый размер объекта зависит не только от его размера сетчатки, но и от размера объектов в его непосредственной визуальной среде. В случае с иллюзией Луны объекты вблизи горизонта Луны (то есть объекты на горизонте или около него) демонстрируют мелкие детали, которые заставляют Луну казаться больше, в то время как Луна в зените окружена большими пространствами пустого неба. что заставляет его казаться меньше. [15]

Эффект иллюстрируется классической иллюзией Эббингауза , где круг кажется больше в окружении меньших кругов, чем в окружении больших кругов.

Гипотеза угла зрения [ править ]

Согласно гипотезе «угла зрения», иллюзия Луны возникает из-за изменений положения глаз в голове, сопровождающих изменения угла возвышения Луны. Хотя это объяснение когда-то было популярным, оно уже не пользуется большой поддержкой. [3] Глядя сквозь ноги на горизонт, Луна заметно уменьшает иллюзию, но это может быть связано с перевернутым изображением на сетчатке глаза. Поднятие глаз или наклон головы в вертикальном положении дает лишь очень небольшое уменьшение иллюзии. [2]

Исторические ссылки [ править ]

Иммануил Кант ссылается на лунную иллюзию в своем тексте 1781 года « Критика чистого разума» , когда он пишет, что «астроном не может помешать себе увидеть луну больше при восходе, чем через некоторое время после этого, хотя он не обманывается этой иллюзией». [16] Шопенгауэр (1813 г.) цитировался выше. Уэйд [1] кратко резюмирует исторические ссылки на лунную иллюзию, начиная с Аристотеля ; он перечисляет цитаты Аристотеля (~ 330 г. до н.э.), Птолемея (~ 142, 150), Ибн аль-Хайсама (Альхазен) (1083), Джона Пешама (~ 1280), Леонардо да Винчи (~ 1500), Рене Декарта (1637) ,Бенедетто Кастелли (1639), Пьер Гассенди (1642), Томас Гоббс (1655), Ж. Рохо (1671), Николя Мальбранш (1674), Уильям Молинье (1687), Дж. Уоллис (1687), Джордж Беркли (1709), JT Desaguliers (1736), У. Портерфилд (1737), Р. Смит (1738), CN Le Cat (1744), Д. Хартли (1749), Томас Янг (1807) и Карл Фридрих Гаусс (1830).

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Уэйд, Николас Дж (1998). Естественная история зрения. Книга Брэдфорда . Кембридж, Массачусетс, Лондон, Великобритания: MIT Press . п. 377 сл. ISBN 978-0-262-23194-7.
  2. ^ a b c d e Росс, Хелен Э .; Вилка, Корнелис (2002). Тайна иллюзии луны . Оксфорд, Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета . ISBN 019-850862-X.
  3. ^ a b Хершенсон, Морис (1989). Иллюзия Луны . ISBN 978-0-8058-0121-7.
  4. ↑ Маккриди, Дон (10 ноября 2004 г.). «Наконец-то! Почему Луна выглядит большой на горизонте и меньше, когда поднимается выше» (PDF) . Департамент психологии Университета Висконсин-Уайтуотер . Дата обращения 2 декабря 2015 .
  5. ^ "Большие и малые полнолуния" . Астрономическая картина дня . НАСА .
  6. ^ Хелен Росс; Корнелис Плагин (2002). Тайна лунной иллюзии . США: Издательство Оксфордского университета. п. 180.
  7. ^ Хорошо, Грегори (1998). Науки о Земле: Энциклопедия событий, людей и явлений . Психология Press . п. 50. ISBN 9780815300625.
  8. ^ Робинсон, JO (1998). Психология визуальных иллюзий . Dover Publications . п. 55. ISBN 978-0486404493.
  9. ^ Росс, Хелен Э; Росс, Джордж М (1976). "Птолемей понимал иллюзию луны?" . Восприятие . 5 (4): 377–85. DOI : 10,1068 / p050377 . PMID 794813 . S2CID 23948158 .  
  10. ^ Вилка, Корнелис; Росс, Хелен Э. (1989). «Историческое обозрение» . В Hershenson, Морис (ред.). Иллюзия луны . Психология Press. С. 5–30. ISBN 978-0-8058-0121-7.
  11. ^ Кауфман, L; Василиадес, V; Благородный, R; Александр, Р; Кауфман, Дж; Эдлунд, S (2007). «Расстояние восприятия и иллюзия луны». Пространственное видение . 20 (1): 155–175. DOI : 10.1163 / 156856807779369698 . PMID 17357720 . 
  12. ^ О четырехчастном корне принципа достаточного разума , § 21 [ist также relektual, or cerebral; nicht optisch oder sensual]
  13. ^ О четырехчастном корне принципа достаточного разума , § 21 [... daß unser anschauender Verstand, nach dem Horizont hin, alles für entfernter, mithin für größer hält, als in der senkrechten Richtung]
  14. ^ Кауфман, L; Василиадес, V; Благородный, R; Александр, Р; Кауфман, Дж; Эдлунд, S (2007). «Расстояние восприятия и иллюзия луны». Пространственное видение . 20 (1): 155–175. DOI : 10.1163 / 156856807779369698 . PMID 17357720 . 
  15. ^ Restle, Франк (февраль 1970). «Иллюзия луны, объясненная на основе относительного размера» . Наука . 167 (3921): 1092–6. DOI : 10.1126 / science.167.3921.1092 . PMID 17829398 . 
  16. ^ Кант, Иммануил (1900). Критика чистого разума . Перевод JMD Meiklejohn . Нью-Йорк: Dover Publications. п. 189. (B 354)

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Кауфман, Ллойд; Кауфман, Джеймс Х. (4 января 2000 г.). «Объяснение иллюзии луны» . Труды Национальной академии наук . 97 (1): 500–505. Bibcode : 2000PNAS ... 97..500K . DOI : 10.1073 / pnas.97.1.500 . PMC  26692 . PMID  10618447 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Видео TED-Ed об иллюзии Луны, предлагающее множество теорий.
  • Специалист по зрению рассматривает и критикует теории иллюзий Луны (и приводит доводы в пользу глазодвигательной микропсии).
  • Еще один внимательный обзор исследования иллюзий Луны.
  • Физик высказывает свое мнение о текущих теориях.
  • Иллюзия летней луны - НАСА
  • «Наконец-то! Почему Луна выглядит большой на горизонте и меньше, когда она выше» Дон Маккриди, почетный профессор факультета психологии Университета Висконсин-Уайтуотер, редакция 10 ноября 2004 г., данные получены 31 октября 2015 г.
  • Почему луна сейчас такая большая?
  • Почему Луна кажется больше у горизонта? (из "Straight Dope" )
  • Иллюзия луны проиллюстрирована
  • Иллюзия луны обсуждается на сайте Bad Astronomy
  • Новые мысли о понимании иллюзии луны Карл Дж. Веннинг, планетарий, декабрь 1985 г.
  • Ученые подтверждают, почему горизонтальная луна кажется больше
  • Астрономический снимок НАСА: восход луны над Турцией (16 июня 2009 г.)