谁把月亮变大了

李剑龙

进入2月份，我们迎来一个重要的节日……你猜错了，我要说的可不是情人节，而是正月十五元宵节。其实在中国的传统里，元宵节也不乏浪漫哦——有诗为证：月上柳梢头，人约黄昏后。

说到月亮和柳梢，想必大家都有这样的经验：越接近地平线，比如低低地挂在屋檐上、树梢旁的月亮，看起来要比高高地挂在空中的月亮大很多。这是为什么呢·我小时候就经常望着月亮发呆，思考这个问题。

月亮并没有变大

首先，“近大远小”的透视原理在这儿肯定不适用。因为相对于地球到月球的距离来说，从月升到月落的过程中，哪怕月亮和我之间的距离有变化，那一点距离变化也完全可以忽略不计。所以可以推测，月亮变大只是一种错觉。

那么，错觉又是怎么引起的呢·那时候，我有晚上抬头观察星空的习惯，那个姿势保持久了容易脖子疼，这是不是引起错觉的原因呢·如果改成躺在房顶上看半空中的月亮，这就和站着看地平线上的月亮的姿势一样，按照“脖子疼理论”，这时看到的月亮也会变大。科学假说需要实验来验证，于是我专门等半夜月亮升高时爬起来试验了一下——瞬间就被证伪了。靠拍脑瓜搞理论就是不靠谱啊。

就像绝大多数生活中的物理问题一样，最早研究这个问题的人又是古希腊的亚里士多德。公元前4世纪的时候，他猜想月亮的影像变大，是因为月光被地平线附近的空气折射，所以看起来比在高空中要大一些。

即使不会做月光折射的计算，现在的你也很容易超越亚里士多德的见识。因为当你在回家路上望见天际一轮巨大的、宛如唯美日剧里的红月亮，激动地拿出普通相机把它拍下来时，就会发现照片里的月亮毫不起眼，像是卸了妆的当红明星，让人大失所望。如果你有兴趣，可以在同一个夜晚的不同时间点，用同一部相机、同样的焦距多拍几张月亮，对比一下你就会发现，不管是在天边，还是在头顶，月亮还是那个月亮，绝对是一样大的。

古代没有这个条件，所以直到1400多年后，阿拉伯物理学家阿尔哈桑才纠正了亚里士多德的错误，认为这种效应是主观感知的结果。

难道真是错觉搞的鬼

事实上，不仅是月亮，就连太阳，以及夜空中的星座，在地平线附近时都会看起来比在天空中时大一些。地平线附近总会有许多人类熟悉的事物，例如山脉、房屋、树木等。对比之下，月亮就会显得大很多。这种现象正符合著名的“庞佐错觉”，它最先是由意大利心理学家马里奥·庞佐发现的。

请看这张图中上下两条粗线，它们其实是一样长的，但上面那条是不是看上去要长很多·这就是庞佐错觉一个经典的例子。你也可以做一个小实验：把一张纸卷成一根管子，来一次“管中窥月”，排除掉树木、房屋之类的干扰之后，你会发现低垂在天边的那个大月亮马上变得“正常”了。

但这个解释并不能完全让人满意，因为当飞机上的飞行员在观察空无一物的地平线上的月亮时，仍然会有这样的错觉。一定还有别的原因。

会不会是距离的原因呢·纽约长岛大学心理系的两名研究者做了一个实验，他们用电子设备投影出两个立体的虚拟月亮，一个可以用键盘调节远近，另一个固定在远处作为参照。实验要求被试者从水平位置和45°角的位置分别调节那个可动的“月亮”的远近，使它刚好位于被试者和用于参照的“月亮”的正中间，这样就能得到不同角度的“月亮”在人们心中的相对距离。实验的结果是，在被试者的主观感受中，水平线上的“月亮”看起来要比天空中的远得多。这个结果不难理解，不信你抬头去看天空的云，是不是感觉地平线附近的云要比头顶上的远得多呢·

为什么感觉较远的月亮看起来反而大呢·那是因为人们感受大小时，不单单靠比较物体在视场中占的角度，还要比较物体的距离。在角度相等的情况下，如果你知道其中一个物体距离更远，你的大脑就会把它的尺寸估计得更大一些。

请看上图。图中上面的那条轨迹是月球实际运行的轨迹，而下面那条是人们头脑中“以为”的。当实际上同样大小的月亮处在我们以为距离更遥远的地方时，你就会觉得它“应该”更大。

上述结果发表在2000年的《美国科学院院报》上，感觉够权威了吧·可是仍然有人不信服。

错觉并不是唯一的解释

美国威斯康辛大学白水分校的一位研究者认为，大家一开始就搞错了。在他看来，不能只把这个现象简单地归结为“心理问题”，而应该去好好研究一下人的视觉。

月亮的张角（这个张角可不是“三国”里的那个张角，它指的是物体从左到右或从上到下反映到人体眼睛里的角度）确实没有变化，但人眼所感知到的张角却大不相同。和比较照片上物体的大小不一样，眼睛在比较同一方向不同距离的物体时，视觉汇聚点是会变化的。当人们的目光从近处物体（比如树木、房屋）移向远处物体（比如月亮）时，视觉中物体的张角会略微变大一些，这叫“眼动巨视效应”；相反，当人们注视天空中孤零零的月亮时，由于缺乏距离感，又会把注意力停留在眼前不远处，产生“眼动微视效应”。这位研究者认为，眼动效应才是导致月亮大小变化的真正原因。

这种说法有没有道理呢·2006年，华盛顿大学和明尼苏达大学的研究者在《自然——神经科学》杂志上发表了一篇文章，他们通过功能性核磁共振成像（FMRI）得出结论：如果两个物体张角相同，离得远的那一个在视网膜上占据的空间反而更大，同时它在大脑视觉皮层中激活的区域也更大。这说明人类的视觉系统在你产生“错觉”之前，就已经在加工物体大小和远近的信息了。这个科学实验在一定程度上支持了眼动效应的解释。

说来也怪，人类已经能够登上月球了，但是面对“地平线上月亮变大”这个看似简单的问题，科学家至今都没有研究出一个大家都认可的“标准答案”来。除了以上人们经常提到的观点，还有很多理论剑走偏锋，看似古怪，却也不乏合理之处。目前最新最全的资料是海伦·罗斯（Helen Ross）和柯尼利斯·普拉格（Cornelis Plug）的一本288页的书，叫《月亮幻觉之谜》。如果你意犹未尽，就想办法弄一本来看看吧。