月亮看上去有多大,对同一个物体的看法存在这么大的差别呢

时间:2023-11-17 12:59:03

月亮看起来到底有多大?如果你问别人觉得月亮有多大,答案一定是五花八门的。大多数人会说月亮像盘子那么大。也有人会说它像一个装果酱的碟子,或者像一个樱桃或一个苹果那样大。有一位中学生觉得月亮像“一张可以坐12个人的圆桌”那样大。有一位文艺作家则认为月亮的直径有1 俄尺。

为什么大家对同一个物体的看法存在这么大的差别呢?

这个差别的产生是因为对距离估算的不同。而我们往往是无意识地估算距离的。觉得月亮只有苹果那样大的人,对自己和月亮间距离的估算肯定比那些把月亮看成碟子或者圆桌的人要小。

不过大多数人还是认为月亮和碟子一样大。我们可以来算一下,要把月亮放在离我们多远的地方,才能使月亮看起来像盘子那样大,结果是小于30米。我们就是这样不自觉地把月亮放得这么近的。

有很多幻觉就是因为对距离的错误估计。我记得很清楚,在小时候,我就被自己的视觉欺骗过一次。一个春天,我来到了郊外。作为一个城市人,我第一次见到了草地上的牛群。我把我们之间的距离估算得很离谱,以至于我觉得牛只有侏儒那样大。从那以后,我就再也没见过这么小的牛了。当然了,也不可能再见到了。

月亮看上去有多大,对同一个物体的看法存在这么大的差别呢

图 视角是什么。

天文学家用来观察、计算天体的角度的大小(即视角),就是从被观察物体的两个端点延伸到观察者眼睛里的两条直线间的角度(图 )。角的单位有度、分、秒,所以天文学家就会说这个角有半度,而不会说月亮有苹果或者碟子那么大。也就是说,到达我们眼里的从月亮的边沿延伸过来的两条直线间的角是半度。对于视大小的测量,这种方法是唯一正确的,不会产生任何歧义。

根据几何学原理,如果物体与我们之间的距离是它直径的57倍。那么对我们而言,它的视角大小就是1°。比如,把一个直径为5厘米的苹果,放在离我们5×57厘米远的地方,它的视角大小就是1°。距离加倍的话,视角大小就会变成0.5°,我们看见的月亮的视角也是0.5°。你可以说你觉得月亮就只有一个苹果那么大—只有在这个苹果距离你570厘米(大约6米)的时候才行。如果你觉得月亮像一个碟子,就要把碟子放在30米远的地方。很多人不相信月亮有那么小,可如果把一枚一分的硬币放在距离我们相当于它直径114倍的地方—其实只有2米远,它就能把月亮遮住了。

如果需要在纸上画出一个大小能看得见的月亮,那这个圆的大小就不确定了,要根据它与人眼睛距离的远近来决定。如果这个距离就是我们平时看书的距离,即明视距离,那么对于正常的眼睛来说,这个距离就是25厘米。

这样我们就可以计算出印在书上的圆圈应该是多大了。其计算方法和月亮视大小的计算方法相等了。用25厘米除以114就可以计算出来,答案是比2毫米大一点儿。这个宽度只有注脚的字号大小。而且令人无法相信的是,太阳和月亮的视大小是相同的,它们的视角都很小。

大家可能已经注意到了,如果我们对着太阳看,在视觉范围内的很长时间都有光圈在闪烁,这就是所谓的“光的痕迹”,它与太阳的视大小相同。但光圈的大小是会变化的:当你看向天空的时候,它们和日面一样大;当你看书的时候,太阳的这个“痕迹”大小就变成了直径只有大约2毫米的圆圈了。这也说明我们的计算没有错。

月亮看上去有多大,对同一个物体的看法存在这么大的差别呢

图 根据天然视角比例绘制的大熊星座图。应将这幅图放在距眼睛25厘米处看。