如 图 所示,上面有两个黑点 , 下面有一个黑点,它们之间有一定的距离。如果从比较远的地方看下面的黑点,你觉得它和上面随便哪一个黑点之间,可以放下几个这样的黑点?4个?5个?你可能会觉得,顶多放得下4个,绝对不可能放下5个。
图 下面黑点跟上面任意一个黑点之间的距离,与上面两个黑点外边之间的距离,哪个大?答案是一样大。
现在,我来公布答案:实际上,在这个缝隙里,只能放得下5个黑点。你可能并不相信,但是你可以用尺子或者圆规什么的比画一下,你会发现,我说的并没有错。
在这个图中,黑色的这段长度会比我们看上去的长度短得多,跟相同长度的白色比起来,它要短一些,这个现象在物理学上叫作“光渗现象”,它是由我们眼睛的构造决定的,我们的眼睛并不像那些精密的光学仪器一样,无所不能。跟仪器比起来,它还有“不完善”的地方。物体在我们眼睛的视网膜上成的像的大小,跟对好焦的照相机比起来,还是差多了。我们用眼睛看物体的时候,会有一个“球面像差”,使得光亮的物体周围有一圈亮边,这个亮边会把物体在视网膜上成的像放大,就会让我们误认为周围的亮边也是光亮的一部分,也就是把光亮放大了。
前面的章节中,我们提到过诗人歌德,他特别喜欢观察自然现象,但不得不说,有时候会得出错误的结论。在他写的《论颜色的科学》中,有这么一段叙述:
如果同样大小的物体颜色不同,那么深颜色的物体看上去要比浅颜色的小一些。如果在黑色的背景上画一个白点,在白色的背景上画一个同样大小的黑点,放在一起看,就会觉得黑点比白点小。如果把黑点放大一些,它们看起来就一样大了。当我们观察月亮的时候,如果把弯月跟黑色的月面进行对比,会发现弯月的半径比月面的半径大多了。当你穿深色衣服的时候,看起来会比穿白色衣服的时候瘦一些。当我们从门缝中看向灯光的时候,灯光会在门缝旁边少了一块。如果把一把尺子放在蜡烛前面,在正对着蜡烛的地方,尺子好像凹下去了一样。在日出或者日落的时候,地平线也好像凹下去了一样。
不得不说,歌德观察得非常仔细,这些现象也是确实存在的。只不过,他说的白点比黑点大一点儿,不是很确切。如果距离比较远的话,这个差距会变得非常大,可能就不是一两倍了。下面我们就来分析一下这个问题:
如果把图拿到更远一些,这种错觉会更加明显,甚至达到不可思议的地步。前面提到的亮边的阔度是不变的,如果在比较近的距离上,它能使光亮变大10%,那么在较远的距离上,当物体本身变小的时候,这个比例可能就不只是10%了,而是30%或者50%。
前面说过,这是由我们眼睛的构造决定的。如图所示,当把这个图拿近看的时候,我们看到的是黑色的背景上有许多白色的点,而如果把它拿到比较远的地方。比如,2步~3步远的地方再来看这幅图,你会发现图上的白点已经不是圆的了,而是变成了六边形。如果你的视力比较好,可以拿到更远的地方看,效果会更明显。
图 从比较远的地方看,你会发现白点不是圆的,变成了六角形。
通常情况下,人们把这种错觉称为光渗现象。但是,有一些现象用光渗现象并不能解释清楚。比如说,“光渗现象”可以解释黑点的缩小,但黑点是不会放大的。如图所示,图中的黑点如果从较远的距离看,也一样会显示出六边形,这就不是“光渗现象”所能解释的了。所以,有很多现象是没有完美解释的,甚至可以说,有一些现象,到现在也没有找到一个合理的解释。
图 从远处看,黑点也会变成六角形。