Помощь по Теле2, тарифы, вопросы

Свидетельства о феномене сохранились с древних времён и зафиксированы в различных источниках человеческой культуры (например, в летописях). В настоящее время существует несколько различных теорий, объясняющих эту иллюзию.

Энциклопедичный YouTube

• 1 / 5

  Широко распространено заблуждение, бытующее как минимум со времён Аристотеля (IV век до н. э.), заключающееся в том, что бо́льший размер Луны у горизонта объясняется увеличением , создаваемым атмосферой Земли . На самом деле астрономическая рефракция у горизонта, наоборот, немного уменьшает наблюдаемый размер Луны по вертикали и не влияет на размер по горизонтали. В результате лунный диск около горизонта виден приплюснутым.

  Есть и ещё один фактор, из-за которого угловой размер Луны около горизонта слегка меньше , чем когда она в зените. С перемещением Луны от зенита к горизонту расстояние от неё до наблюдателя возрастает на величину земного радиуса, и её видимый размер уменьшается на 1,7 %.

  Кроме того, угловой размер Луны слегка меняется в зависимости от её положения на орбите. Поскольку её орбита заметно вытянута, в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты) угловой размер Луны составляет 33,5 угловых минут , а в апогее - на 12 % меньше (29,43 угловых минут) . Эти незначительные изменения не связаны с кажущимся многократным увеличением Луны у горизонта: оно представляет собой ошибку восприятия. Измерения с помощью теодолита и фотографии Луны на различной высоте над горизонтом показывают неизменность размера, около половины градуса, а проекция лунного диска на сетчатку невооружённого глаза наблюдателя всегда имеет размер около 0,15 мм.

  Самый простой способ продемонстрировать иллюзорность эффекта - это подержать небольшой объект (например, монетку) на вытянутой руке, прикрыв при этом один глаз. Сравнивая размер объекта с большой Луной у горизонта и с маленькой Луной высоко в небе, можно увидеть, что относительный размер не изменяется. Можно также сделать из листа бумаги трубу и смотреть через неё только на Луну, без окружающих объектов - иллюзия исчезнет.

  Возможные объяснения иллюзии

  Размер видимого нами объекта может быть определён либо через его угловой размер (угол, который образуют входящие в глаз лучи от краёв объекта) либо через его физический размер (реальный размер, например в метрах). Эти два понятия различаются с точки зрения человеческого восприятия. Например, угловые размеры двух одинаковых объектов, помещённых на расстоянии 5 и 10 метров от наблюдателя, различаются почти в два раза, однако, нам, как правило, не кажется, что ближний объект в два раза больше. И наоборот, если более удалённый объект имеет тот же угловой размер, что и более близкий, мы будем его воспринимать как в два раза больший (закон Эммерта).

  На данный момент не достигнуто согласия по вопросу, из-за чего Луна кажется больше у горизонта - из-за бо́льшего воспринимаемого углового размера или из-за бо́льшего воспринимаемого физического размера, то есть кажется ли она находящейся ближе или увеличившейся в размере.

  Вообще, полного объяснения этой особенности человеческого восприятия до сих пор не существует. В 2002 году Хелен Росс и Корнелис Плаг выпустили книгу «Загадка лунной иллюзии» , в которой, рассмотрев различные теории, сделали вывод: «Ни одна теория не победила». К тому же решению пришли авторы сборника «Лунная иллюзия», выпущенного в 1989 году под редакцией М. Хершенсона .

  Существует много различных теорий, объясняющих иллюзию Луны. Ниже перечислены лишь основные из них.

  Теория о роли конвергенции глаз

  В 1940-х годах Боринг (Boring, 1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) и в 1990-х Судзуки (Suzuki, 1991,1998) предложили объяснение иллюзии Луны, согласно которому, кажущаяся величина Луны зависит от степени конвергенции глаз наблюдателя. То есть иллюзия Луны - это результат усиления импульсов к конвергенции глаз, возникающих у наблюдателя, когда он поднимает взгляд наверх (чтобы посмотреть на Луну в зените), а глаза сами по себе стремятся дивергировать . Из-за того, что конвергенция глаз является одним из признаков близости объекта, наблюдателю кажется, что объект высоко в небе меньше по размеру.

  В одном из экспериментов Холуэй и Боринг (Holway & Boring, 1940) просили испытуемых сравнить воспринимаемую ими величину Луны с одним из световых дисков, спроецированных на расположенный рядом с ними экран. В первой серии эксперимента испытуемые сидели на стуле. Наблюдая за Луной, находящейся близ горизонта (на уровне глаз наблюдателя), они выбирали диск, который значительно превосходил по величине тот, который они выбирали, когда наблюдали за Луной, находящейся в зените (подняв глаза под углом 30°). Во второй серии испытуемые наблюдали за Луной лёжа на столе. Когда они лежали на спине и смотрели на Луну в зените или когда они были вынуждены закидывать голову назад и поднимать глаза вверх, чтобы из положения на спине увидеть Луну на горизонте, результаты были противоположными. Луна близ горизонта казалась им меньше по величине, чем Луна в зените.

  Противники данной гипотезы утверждают, что иллюзия увеличенной Луны быстро затухает при увеличении высоты светила над горизонтом, когда необходимость запрокидывать голову и поднимать глаза вверх ещё не возникает.

  Теория кажущейся удалённости

  Теория кажущейся удалённости впервые была описана у Клеомеда примерно в 200 г. н. э. Теория предполагает, что Луна у горизонта выглядит больше Луны в небе из-за того, что она кажется дальше. Мозг человека видит небо не как полусферу, чем оно на самом деле является, а как сплюснутый купол. Наблюдая за облаками, птицами и самолётами, человек видит, что они уменьшаются при приближении к горизонту. В отличие от земных объектов, Луна, находясь вблизи горизонта, имеет примерно такой же видимый угловой диаметр, как и в зените , но человеческий мозг пытается компенсировать перспективные искажения и предполагает, что диск Луны должен быть физически больше.

  Эксперименты, проведённые в 1962 году Кауфманом и Роком (Kaufman & Rock) , показали, что существенным фактором при создании иллюзии являются наглядные ориентиры (см. иллюзия Понцо). Луна у горизонта оказывается в конце последовательности объектов ландшафта , деревьев и зданий, что говорит мозгу о её большой удалённости. При удалении ориентиров из поля зрения, выглядящая крупной Луна становится меньше.

  Противники данной теории указывают на наличие иллюзии даже при наблюдении светила через темный светофильтр, когда окружающие его объекты неразличимы.

  Теория относительного размера

  По теории относительного размера воспринимаемый размер зависит не только от размера на сетчатке, но и от размеров остальных объектов в поле зрения , которые мы наблюдаем одновременно. При наблюдении Луны близко к горизонту мы видим не только Луну, но и другие объекты, на фоне которых спутник Земли кажется больше, чем есть на самом деле. Когда же Луна находится в небе, бескрайние просторы неба заставляют её выглядеть меньше.

  Данный эффект был продемонстрирован психологом Германом Эббингаузом . Круг, окружённый маленькими кругами, представляет собой Луну у горизонта и окружающие её маленькие объекты (деревья, столбы и т. п.), а круг, окружённый более крупными объектами, представляет собой Луну в небе. При том, что оба центральных круга имеют одинаковый размер, многим людям кажется, что правый круг на картинке больше. Этот эффект может проверить каждый, вынеся из комнаты во двор какой-нибудь крупный предмет (например, стол). На открытом пространстве он будет выглядеть явно меньше, чем в помещении.

  Противники данной теории указывают на то, что пилоты самолётов тоже наблюдают данную иллюзию, хотя в их поле зрения наземных объектов нет.

  Количественное сопоставление различных теорий по данным экспериментов

  Специально поставленные эксперименты позволили количественно сравнить влияние различных факторов, предлагавшихся для объяснения иллюзии. В частности, подъем головы наблюдателя (теория о роли конвергенции глаз) влияет на изменение размера, но очень слабо (кажущееся изменение размера - 1,04 раза), изменение цвета или яркости лунного диска практически не влияет на видимый размер, а наличие линии горизонта или её оптической модели (теории кажущейся удалённости и относительного размера) приводит к кажущемуся изменению размеров диска в 1,3 - 1,6 раз, причем точная величина изменения зависит от особенностей ландшафта.

  Доказательство иллюзии

  Широко распространено заблуждение, бытующее как минимум со времён Аристотеля (IV век до н. э.), заключающееся в том, что бо́льший размер Луны у горизонта объясняется эффектом увеличения , который создаётся атмосферой Земли . Однако, астрономическая рефракция у горизонта лишь немного уменьшает наблюдаемый размер делая Луну по вертикальной оси слегка приплюснутой.

  На данный момент не достигнуто согласия по вопросу, из-за чего Луна кажется больше у горизонта - из-за бо́льшего воспринимаемого углового размера или из-за бо́льшего воспринимаемого физического размера, то есть кажется ли она как находящаяся ближе или как увеличившаяся в размере.

  Вообще, полного объяснения этой особенности человеческого восприятия до сих пор не существует. В 2002 году Хелен Росс и Корнелис Плаг выпустили книгу «Загадка лунной иллюзии» , в которой, рассмотрев различные теории, сделали вывод: «Ни одна теория не победила». К тому же решению пришли авторы сборника «Лунная иллюзия», выпущенного в 1989 году под редакцией М. Хершенсона .

  Существует много различных теорий, объясняющих иллюзию Луны. Ниже перечислены лишь основные из них.

  Теория о роли конвергенции глаз

  В 1940-х годах Боринг (Boring, 1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) и в 1990-х Судзуки (Suzuki, 1991,1998) предложили объяснение иллюзии Луны, согласно которому, кажущаяся величина Луны зависит от степени конвергенции глаз наблюдателя. То есть иллюзия Луны - это результат усиления импульсов к конвергенции глаз, возникающих у наблюдателя, когда он поднимает взгляд наверх (чтобы посмотреть на Луну в зените), а глаза сами по себе стремятся дивергировать . Из-за того, что конвергенция глаз является одним из признаков близости объекта, наблюдателю кажется, что объект высоко в небе меньше по размеру.

  В одном из экспериментов Холуэй и Боринг (Holway & Boring, 1940) просили испытуемых сравнить воспринимаемую ими величину Луны с одним из световых дисков, спроецированных на расположенный рядом с ними экран. В первой серии эксперимента испытуемые сидели на стуле. Наблюдая за Луной, находящейся близ горизонта (на уровне глаз наблюдателя), они выбирали диск, который значительно превосходил по величине тот, который они выбирали, когда наблюдали за Луной, находящейся в зените (подняв глаза под углом 30°). Во второй серии испытуемые наблюдали за Луной лёжа на столе. Когда они лежали на спине и смотрели на Луну в зените или когда они были вынуждены закидывать голову назад и поднимать глаза вверх, чтобы из положения на спине увидеть Луну на горизонте, результаты были противоположными. Луна близ горизонта казалась им меньше по величине, чем Луна в зените.

  Противники данной гипотезы утверждают, что иллюзия увеличенной Луны быстро затухает при увеличении высоты светила над горизонтом, когда необходимость запрокидывать голову и поднимать глаза вверх ещё не возникает.

  Теория кажущейся удалённости

  Теория кажущейся удалённости впервые была описана у Клеомеда примерно в 200 г. н. э. Теория предполагает, что Луна у горизонта выглядит больше Луны в небе из-за того, что она кажется дальше. Мозг человека видит небо не как полусферу, чем оно на самом деле является, а как сплюснутый купол. Наблюдая за облаками, птицами и самолётами, человек видит, что они уменьшаются при приближении к горизонту. В отличие от земных объектов, Луна, находясь вблизи горизонта, имеет примерно такой же видимый угловой диаметр, как и в зените , но человеческий мозг пытается компенсировать перспективные искажения и предполагает, что диск Луны должен быть физически больше.

  Эксперименты, проведённые в 1962 году Кауфманом и Роком (Kaufman & Rock) , показали, что существенным фактором при создании иллюзии являются наглядные ориентиры (см. иллюзия Понцо). Луна у горизонта оказывается в конце последовательности объектов ландшафта , деревьев и зданий, что говорит мозгу о её большой удалённости. При удалении ориентиров из поля зрения, выглядящая крупной Луна становится меньше.

  Противники данной теории указывают на наличие иллюзии даже при наблюдении светила через темный светофильтр, когда окружающие его объекты неразличимы.

  Теория относительного размера

  По теории относительного размера воспринимаемый размер зависит не только от размера на сетчатке, но и от размеров остальных объектов в поле зрения , которые мы наблюдаем одновременно. При наблюдении Луны близко к горизонту мы видим не только Луну, но и другие объекты, на фоне которых спутник Земли кажется больше, чем есть на самом деле. Когда же Луна находится в небе, бескрайние просторы неба заставляют её выглядеть меньше.

  Данный эффект был продемонстрирован психологом Германом Эббингаузом . Круг, окружённый маленькими кругами, представляет собой Луну у горизонта и окружающие её маленькие объекты (деревья, столбы и т. п.), а круг, окружённый более крупными объектами, представляет собой Луну в небе. При том, что оба центральных круга имеют одинаковый размер, многим людям кажется, что правый круг на картинке больше. Этот эффект может проверить каждый, вынеся из комнаты во двор какой-нибудь крупный предмет (например, стол). На открытом пространстве он будет выглядеть явно меньше, чем в помещении.

  Противники данной теории указывают на то, что пилоты самолётов тоже наблюдают данную иллюзию, хотя в их поле зрения наземных объектов нет.

  Количественное сопоставление различных теорий по данным экспериментов

  Специально поставленные эксперименты позволили количественно сравнить влияние различных факторов, предлагавшихся для объяснения иллюзии. В частности, подъем головы наблюдателя (теория о роли конвергенции глаз) влияет на изменение размера, но очень слабо (кажущееся изменение размера - 1,04 раза), изменение цвета или яркости лунного диска практически не влияет на видимый размер, а наличие линии горизонта или её оптической модели (теории кажущейся удалённости и относительного размера) приводит к кажущемуся изменению размеров диска в 1,3 – 1,6 раз, причем точная величина изменения зависит от особенностей ландшафта.

  Примечания

  Ссылки

  • NASA - Solstice Moon Illusion (англ.)
  • Astronomy Picture of the Day (англ.) (26 сентября 2007). Проверено 9 декабря 2012.
  • The Moon Illusion, An Unsolved Mystery. (англ.)
  • The Moon Illusion Explained (англ.)

  Луна
  Особенности
  Орбита
  Поверхность
  Наука о Луне
  Исследование
  Другое

  
  

  Wikimedia Foundation . 2010 .

  Иллюзия Луны проявляется в том, что когда она находится близ горизонта, нам кажется, что она примерно в полтора раза больше, чем когда она находится в зените, хотя ее ретинальные изображения (изображение на сетчатке глаза в центральной проекции) в обоих случаях равны между собой. В действительности Луна, так же как и Солнце, занимает значительно меньшую часть видимого неба, чем кажется большинству из нас.

  Угловой размер проекции Луны на сетчатку почти точно равен 0,5° . Близкий к этой величине угловой размер имеет и объект, равный приблизительно 6 мм и удаленный от глаза на 76 см. Но если держать этот объект на правильном расстоянии, его величины достаточно для того, чтобы полностью закрыть проекцию Луны. Иллюзия Луны всегда вызывала огромный интерес, и ее пытались объяснить многие ученые. Ниже приводится описание наиболее известных трактовок.

  Гипотеза кажущейся удаленности

  Попытка объяснить иллюзию Луны с помощью перцептивных факторов предпринималась еще Птолемеем (ок. 90 - ок. 160), греческим астрономом и геометром. Он предположил, что любой объект, отделенный от наблюдателя наполненным пространством, в том числе и Луна, видимая на горизонте в окружении различных объектов, кажется более удаленным, чем объект, физически удаленный точно так же, но отделенный пустым пространством, как, например, Луна в зените. Изображения Луны на сетчатке в обоих случаях одинаковы, но когда Луна на находится на горизонте, она кажется наблюдателю более удаленной.

  То, что она одновременно кажется ему и больше по величине, является непосредственным следствием линейной зависимости между кажущимся размером и кажущейся удаленностью, о которой мы рассказали, обсуждая факторы, благоприятствующие константности восприятия удаленности: воспринимаемая величина прямо пропорциональна воспринимаемой удаленности.

  Эту взаимозависимость иллюстрирует рисунок.
  Благодаря признакам перспективы правый брусок, кажется более удаленным, чем остальные. Поскольку признак удаленности «запускает механизм» константности восприятия величины, наблюдателю кажется, что правый брусок больше остальных, хотя они и идентичны.

  Следовательно, если два объекта, сетчаточные изображения которых равны по величине, кажутся наблюдателю расположенными на разных расстояниях от него, тот из них, который кажется более удаленным, всегда будет казаться и большим по величине. Эта зависимость называется гипотезой кажущейся удаленности (или гипотезой инвариантности размера и удаленности).

  Если воспользоваться этой гипотезой для объяснения иллюзии Луны, можно сказать, что Луна близ горизонта кажется нам более удаленной, чем Луна в,зените, а потому и большей по величине. Должно быть, вы уже поняли, что перед нами - особый случай константности восприятия размера, а именно благодаря тому, что признаки удаленности приводят в действие механизм константности восприятия размера, Луна близ горизонта кажется нам большей по величине, чем Луна в зените.

  Гипотезу кажущейся удаленности активно изучали Кауфман и Рок. Они утверждали, что поскольку Луна находится очень далеко от наблюдателя, она воспринимается им как большой объект, но как такой объект, величина которого неопределима. Просить наблюдателей оценить величину стимула, величина которого неопределима, сравнивая последний с расположенными рядом с ним дисками, имеющими совершенно конкретные размеры, значит просить их сравнивать заведомо несравнимые вещи.

  Вместо этого Кауфман и Рок просили наблюдателей сравнить по величине две искусственные луны, видимые на фоне неба, и подобрать равные по величине пары. Разумеется, такое сравнение по самой своей сути аналогично сравнению, выполняемому в исходной иллюзии, хотя в последней две настоящие Луны разделены и во времени, и в пространстве.

  На фоне неба Кауфман и Рок с помощью прожектора предъявляли наблюдателям световой круг, величину которого можно было изменять (искусственную луну). Используя пару прожекторов, наблюдатель получал возможность сравнить стандартный круг, спроецированный в определенную точку неба, например близ горизонта, с кругом, величину которого можно было изменять и который проецировался, допустим, в точку, соответствующую зениту.

  Величина изменяемого круга, которую «выбирал» наблюдатель и которая, по его мнению, соответствовала величине стандартного круга, принималась за меру величины иллюзии.

  Результаты этих экспериментов показали, что независимо от степени поднятия взора Луна близ горизонта воспринималась как значительно большая по величине, чем Луна в зените. Проведя серию опытов, исследователи пришли к выводу, что Луна близ горизонта кажется значительно более удаленной, чем Луна в зените, и что это впечатление создается местностью, воспринимаемой наблюдателем, как уходящее вдаль пространство.

  Как уже отмечалось выше, при обсуждении роли константности восприятия величины, если два объекта имеют равные по величине сетчаточные образы, но находятся на разном удалении от наблюдателя, большим по величине будет казаться тот из них, расстояние до которого кажется наблюдателю больше.

  А это значит, что из представлений Кауфмана и Рока о кажущейся удаленности следует, что Луна, которая кажется наблюдателю более удаленной, воспринимается им и как большая по величине. Иными словами, благодаря константности восприятия размера воспринимаемая величина объекта является функцией его удаленности от наблюдателя. Следовательно, если ретинальные изображения равны, кажущаяся величина тем больше, чем больше кажущаяся удаленность.

  Критика гипотезы кажущейся удаленности: парадокс удаленности . Несмотря на всю свою привлекательность, гипотеза кажущейся удаленности не может объяснить все нюансы иллюзии Луны. Так, Судзуки сравнил суждения о световых стимулах, проецируемых на линию горизонта, со стимулами, проецируемыми в самую высокую точку свода, расположенного под куполом погруженного в полную темноту планетария.

  Несмотря на то что при этих условиях наблюдателю не были доступны практические никакие признаки удаленности, иллюзия Луны проявлялась достаточно надежно. Более принципиальное значение для теории кажущейся удаленности имеет то, что весьма часто нам кажется, что Луна близ горизонта не только больше Луны в зените, но что она и менее удалена от нас. Это явление называется парадоксом удаленности, или явлением дальше - больше - ближе.

  Парадокс удаленности создает серьезную проблему для гипотезы кажущейся удаленности, основанной на том, что Луна близ горизонта кажется наблюдателю большей по величине, потому что благодаря признакам удаленности, ассоциирующимся с Местностью, кажется более удаленной от него, чем Луна в зените.

  Кауфман и Рок объясняют парадокс удаленности Луны близ горизонта эффектом серийности, или последовательности, являющимся результатом обработки информации о величине и удаленности в ситуациях, при которых необходимо делать заключения об удаленности и величине соответственно.

  Иными словами, заключения о величине Луны и ее удаленности от наблюдателя не делаются одновременно или на основании одного и того же набора зрительных признаков. В соответствии с гипотезой, объясняющей иллюзию Луны кажущейся удаленностью и константностью восприятия размера, наблюдателю потому кажется, что Луна близ горизонта больше по величине, чем Луна в зените, что она кажется ему более удаленной. Это результат непосредственного, непреднамеренного, практически автоматического умозаключения относительно связи между кажущейся удаленностью и кажущейся величиной, характерного для такого явления, как константность восприятия размера.

  Что же касается суждения об удаленности Луны, находящейся близ горизонта, то оно является результатом обдуманного, сознательного решения, основанного на ее кажущейся величине. Коль скоро наблюдателю кажется, что Луна близ горизонта больше по величине, чем Луна в зените, следовательно, она должна быть и ближе.

  Корен и Акс следующим образом объясняют парадокс удаленности, т. е. то, что наблюдатель воспринимает Луну близ горизонта как большую по величине и расположенную ближе к нему, чем Луна в зените.

  Если принять, что мы имеем дело с последовательностью событий, начинающейся с «запуска» механизма константности восприятия величины доступным наблюдателю признаком глубины и заканчивающейся искажением восприятия величины Луны, окажется, что, конечно же, нет никакого парадокса, и результат вполне ожидаем.

  В этом случае наблюдателю кажется, что Луна близ горизонта больше по величине, и это впечатление является источником информации для оценки кажущейся удаленности. Она кажется ему ближе, потому что больше. Два суждения вынесены на основании разных исходных данных... Таким образом, в иллюзии Луны одно иллюзорное восприятие (иллюзия размера) становится источником вторичной иллюзии (разницы в кажущейся удаленности) .

  Гипотеза, основанная на конвергенции глаз

  Боринг предложили объяснение иллюзии Луны, основанное на том, что ее кажущаяся величина зависит от степени конвергенции (от лат. con – сближаюсь, схожусь) - сведение зрительных осей глаз по отношению к центру, при котором точечные световые раздражители, отражаемые от предмета наблюдения, попадают на корреспондирующие места сетчаток в обоих глазах, за счет чего достигается устранение двоения предмета) глаз наблюдателя. Иными словами, в соответствии с гипотезой, основанной на конвергенции глаз, иллюзия Луны есть результат усиления импульсов к конвергенции глаз, возникающих у наблюдателя, когда он поднимает взгляд кверху, а глаза сами по себе стремятся дивергировать (расхождение зрительных осей правого и левого глаза) . (Когда наблюдатель смотрит на Луну в зените, происходит именно это.) Однако поскольку конвергенция глаз есть признак близости объекта, наблюдателю кажется, что объект меньше по размеру.

  Один из экспериментов Холуэя и Боринга (Holway & Boring, 1940) заключался В том, что они просили испытуемых сравнить воспринимаемую ими величину Луны с одним из световых дисков, спроецированных на расположенный рядом сними экран. Наблюдая за Луной, находящейся близ горизонта, т. е. на уровне глаз, испытуемые выбрали диск, значительно превосходивший по величине тот, который они выбрали, когда наблюдали за Луной, находящейся в. зените, подняв глаза под углом 30°.

  Когда же наблюдатели лежали на плоском столе и из такого положения наблюдали за Луной в зените, не поднимая и не опуская глаз, или когда они лежали на столе, свесив с него голову и подняв глаза вверх, чтобы видеть Луну на горизонте, результаты были противоположными: Луна близ горизонта казалась испытуемым меньше по величине, чем Луна в зените. Аналогичные впечатления можно получить, если смотреть на Луну согнувшись пополам и просунув голову между ногами .

  Боринг объясняет иллюзию Луны конвергенцией и дивергенцией глаз, происходящих тогда, когда наблюдатель поднимает или опускает голову. Одних только движений шеи, головы или тела недостаточно для того, чтобы наблюдать эту иллюзию. Однако нет убедительного психологического процесса, с помощью которого можно было бы объяснить наблюдавшееся Борингом изменение зрительного пространства при вертикальных движениях глаз. Сам Боринг писал:

  Удовлетворительного объяснения этого явления... не дает ни одна теория. Всё происходящее связано со спецификой механизма зрения... Остается только предположить, что усилия, направленные на подъем или опускание глаз, уменьшают воспринимаемую величину Луны... Поскольку нам не известно, почему напряжение окуломоторных мышц должно влиять на зрительно воспринимаемый размер.

  Альтернативные объяснения иллюзии Луны

  Несмотря на то что объяснение иллюзии Луны на основании гипотезы о кажущейся удаленности имеет наибольшее число сторонников, известно немало и других объяснений, преимущественно когнитивной природы. Известно объяснение, согласно которому наблюдателю не требуется обработки информации о кажущейся удаленности (Restle, 1970). Основное положение гипотезы относительного размера, предложенной Рестлом, заключается в том, что воспринимаемая величина объекта зависит не только от величины его ретинального изображения, но и от величины объектов, находящихся в непосредственной близости от него.

  Чем меньше эти объекты, тем больше его кажущийся размер. Следовательно, если решение о величине Луны принимается наблюдателем на основании ее сравнения с ближайшими к ней объектами, ему кажется, что Луна близ горизонта больше, потому что она воспринимается им на фоне определенного пейзажа и при небольшом угле наклона (угол наклона к горизонту равен 1°). Когда Луна в зените, она воспринимается на фоне зрительно свободного пространства (угол наклона к горизонту равен 90°) и потому кажется меньше.

  В данном случае иллюзия Луны трактуется как пример относительности воспринимаемого размера. Один и тот же объект в зависимости от контекста может восприниматься по-разному. Не исключено, что относительный размер может играть некоторую роль, возможно подчиненную, и в одной из версий гипотезы кажущейся удаленности.

  Известно немало других объяснений иллюзии Луны, и у нас просто нет возможности изложить их все. Однако (мы не имеем в виду «экзотические» гипотезы) если в восприятии Луны присутствует систематическая ошибка, это не должно никого удивлять. В конце концов, высказывая суждения о величине Луны, мы на самом деле пытаемся оценить величину небесного тела, которое находится на расстоянии 402 250 км от нас и имеет диаметр, равный 3218 км!

  ). На самом деле угловой размер Луны практически не зависит от её высоты над горизонтом. Иллюзия возникает и при наблюдениях Солнца и созвездий . Свидетельства о феномене сохранились с древних времён и зафиксированы в различных источниках человеческой культуры (например, в летописях). В настоящее время существует несколько различных теорий, объясняющих эту иллюзию.

  Доказательство иллюзии

  Широко распространено заблуждение, бытующее как минимум со времён Аристотеля (IV век до н. э.), заключающееся в том, что бо́льший размер Луны у горизонта объясняется увеличением , создаваемым атмосферой Земли . На самом деле астрономическая рефракция у горизонта, наоборот, немного уменьшает наблюдаемый размер Луны по вертикали и не влияет на размер по горизонтали. В результате лунный диск около горизонта виден приплюснутым.

  Есть и ещё один фактор, из-за которого угловой размер Луны около горизонта слегка меньше , чем когда она в зените. С перемещением Луны от зенита к горизонту расстояние от неё до наблюдателя возрастает на величину земного радиуса, и её видимый размер уменьшается на 1,7 %.

  Кроме того, угловой размер Луны слегка меняется в зависимости от её положения на орбите. Поскольку её орбита заметно вытянута, в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты) угловой размер Луны составляет 33,5 угловых минут , а в апогее - на 12 % меньше (29,43 угловых минут) . Эти незначительные изменения не связаны с кажущимся многократным увеличением Луны у горизонта: оно представляет собой ошибку восприятия. Измерения с помощью теодолита и фотографии Луны на различной высоте над горизонтом показывают неизменность размера, около половины градуса, а проекция лунного диска на сетчатку невооружённого глаза наблюдателя всегда имеет размер около 0,15 мм.

  Самый простой способ продемонстрировать иллюзорность эффекта - это подержать небольшой объект (например, монетку) на вытянутой руке, прикрыв при этом один глаз. Сравнивая размер объекта с большой Луной у горизонта и с маленькой Луной высоко в небе, можно увидеть, что относительный размер не изменяется. Можно также сделать из листа бумаги трубу и смотреть через неё только на Луну, без окружающих объектов - иллюзия исчезнет.

  Возможные объяснения иллюзии

  Размер видимого нами объекта может быть определён либо через его угловой размер (угол, который образуют входящие в глаз лучи от краёв объекта) либо через его физический размер (реальный размер, например в метрах). Эти два понятия различаются с точки зрения человеческого восприятия. Например, угловые размеры двух одинаковых объектов, помещённых на расстоянии 5 и 10 метров от наблюдателя, различаются почти в два раза, однако, нам, как правило, не кажется, что ближний объект в два раза больше. И наоборот, если более удалённый объект имеет тот же угловой размер, что и более близкий, мы будем его воспринимать как в два раза больший (закон Эммерта).

  На данный момент не достигнуто согласия по вопросу, из-за чего Луна кажется больше у горизонта - из-за бо́льшего воспринимаемого углового размера или из-за бо́льшего воспринимаемого физического размера, то есть кажется ли она находящейся ближе или увеличившейся в размере.

  Вообще, полного объяснения этой особенности человеческого восприятия до сих пор не существует. В 2002 году Хелен Росс и Корнелис Плаг выпустили книгу «Загадка лунной иллюзии» , в которой, рассмотрев различные теории, сделали вывод: «Ни одна теория не победила». К тому же решению пришли авторы сборника «Лунная иллюзия», выпущенного в 1989 году под редакцией М. Хершенсона .

  Существует много различных теорий, объясняющих иллюзию Луны. Ниже перечислены лишь основные из них.

  Теория о роли конвергенции глаз

  В 1940-х годах Боринг (Boring, 1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) и в 1990-х Судзуки (Suzuki, 1991,1998) предложили объяснение иллюзии Луны, согласно которому, кажущаяся величина Луны зависит от степени конвергенции глаз наблюдателя. То есть иллюзия Луны - это результат усиления импульсов к конвергенции глаз, возникающих у наблюдателя, когда он поднимает взгляд наверх (чтобы посмотреть на Луну в зените), а глаза сами по себе стремятся дивергировать . Из-за того, что конвергенция глаз является одним из признаков близости объекта, наблюдателю кажется, что объект высоко в небе меньше по размеру.

  В одном из экспериментов Холуэй и Боринг (Holway & Boring, 1940) просили испытуемых сравнить воспринимаемую ими величину Луны с одним из световых дисков, спроецированных на расположенный рядом с ними экран. В первой серии эксперимента испытуемые сидели на стуле. Наблюдая за Луной, находящейся близ горизонта (на уровне глаз наблюдателя), они выбирали диск, который значительно превосходил по величине тот, который они выбирали, когда наблюдали за Луной, находящейся в зените (подняв глаза под углом 30°). Во второй серии испытуемые наблюдали за Луной лёжа на столе. Когда они лежали на спине и смотрели на Луну в зените или когда они были вынуждены закидывать голову назад и поднимать глаза вверх, чтобы из положения на спине увидеть Луну на горизонте, результаты были противоположными. Луна близ горизонта казалась им меньше по величине, чем Луна в зените.

  Противники данной гипотезы утверждают, что иллюзия увеличенной Луны быстро затухает при увеличении высоты светила над горизонтом, когда необходимость запрокидывать голову и поднимать глаза вверх ещё не возникает.

  Теория кажущейся удалённости

  Теория кажущейся удалённости впервые была описана у Клеомеда примерно в 200 г. н. э. Теория предполагает, что Луна у горизонта выглядит больше Луны в небе из-за того, что она кажется дальше. Мозг человека видит небо не как полусферу, чем оно на самом деле является, а как сплюснутый купол. Наблюдая за облаками, птицами и самолётами, человек видит, что они уменьшаются при приближении к горизонту. В отличие от земных объектов, Луна, находясь вблизи горизонта, имеет примерно такой же видимый угловой диаметр, как и в зените , но человеческий мозг пытается компенсировать перспективные искажения и предполагает, что диск Луны должен быть физически больше.

  Эксперименты, проведённые в 1962 году Кауфманом и Роком (Kaufman & Rock) , показали, что существенным фактором при создании иллюзии являются наглядные ориентиры (см. иллюзия Понцо). Луна у горизонта оказывается в конце последовательности объектов ландшафта , деревьев и зданий, что говорит мозгу о её большой удалённости. При удалении ориентиров из поля зрения, выглядящая крупной Луна становится меньше.

  Противники данной теории указывают на наличие иллюзии даже при наблюдении светила через темный светофильтр, когда окружающие его объекты неразличимы.

  Теория относительного размера

  По теории относительного размера воспринимаемый размер зависит не только от размера на сетчатке, но и от размеров остальных объектов в поле зрения , которые мы наблюдаем одновременно. При наблюдении Луны близко к горизонту мы видим не только Луну, но и другие объекты, на фоне которых спутник Земли кажется больше, чем есть на самом деле. Когда же Луна находится в небе, бескрайние просторы неба заставляют её выглядеть меньше.

  Данный эффект был продемонстрирован психологом Германом Эббингаузом . Круг, окружённый маленькими кругами, представляет собой Луну у горизонта и окружающие её маленькие объекты (деревья, столбы и т. п.), а круг, окружённый более крупными объектами, представляет собой Луну в небе. При том, что оба центральных круга имеют одинаковый размер, многим людям кажется, что правый круг на картинке больше. Этот эффект может проверить каждый, вынеся из комнаты во двор какой-нибудь крупный предмет (например, стол). На открытом пространстве он будет выглядеть явно меньше, чем в помещении.

  Противники данной теории указывают на то, что пилоты самолётов тоже наблюдают данную иллюзию, хотя в их поле зрения наземных объектов нет.

  Количественное сопоставление различных теорий по данным экспериментов

  Специально поставленные эксперименты позволили количественно сравнить влияние различных факторов, предлагавшихся для объяснения иллюзии. В частности, подъём головы наблюдателя (теория о роли конвергенции глаз) влияет на изменение размера, но очень слабо (кажущееся изменение размера - 1,04 раза), изменение цвета или яркости лунного диска практически не влияет на видимый размер, а наличие линии горизонта или её оптической модели (теории кажущейся удалённости и относительного размера) приводит к кажущемуся изменению размеров диска в 1,3 - 1,6 раз, причём точная величина изменения зависит от особенностей ландшафта.

  Доказательство иллюзии

  Широко распространено заблуждение, бытующее как минимум со времён Аристотеля (IV век до н. э.), заключающееся в том, что бо́льший размер Луны у горизонта объясняется эффектом увеличения , который создаётся атмосферой Земли . Однако, астрономическая рефракция у горизонта лишь немного уменьшает наблюдаемый размер делая Луну по вертикальной оси слегка приплюснутой.

  На данный момент не достигнуто согласия по вопросу, из-за чего Луна кажется больше у горизонта - из-за бо́льшего воспринимаемого углового размера или из-за бо́льшего воспринимаемого физического размера, то есть кажется ли она как находящаяся ближе или как увеличившаяся в размере.

  Вообще, полного объяснения этой особенности человеческого восприятия до сих пор не существует. В 2002 году Хелен Росс и Корнелис Плаг выпустили книгу «Загадка лунной иллюзии» , в которой, рассмотрев различные теории, сделали вывод: «Ни одна теория не победила». К тому же решению пришли авторы сборника «Лунная иллюзия», выпущенного в 1989 году под редакцией М. Хершенсона .

  Существует много различных теорий, объясняющих иллюзию Луны. Ниже перечислены лишь основные из них.

  Теория о роли конвергенции глаз

  В 1940-х годах Боринг (Boring, 1943; Holway & Boring, 1940; Taylor & Boring, 1942) и в 1990-х Судзуки (Suzuki, 1991,1998) предложили объяснение иллюзии Луны, согласно которому, кажущаяся величина Луны зависит от степени конвергенции глаз наблюдателя. То есть иллюзия Луны - это результат усиления импульсов к конвергенции глаз, возникающих у наблюдателя, когда он поднимает взгляд наверх (чтобы посмотреть на Луну в зените), а глаза сами по себе стремятся дивергировать . Из-за того, что конвергенция глаз является одним из признаков близости объекта, наблюдателю кажется, что объект высоко в небе меньше по размеру.

  В одном из экспериментов Холуэй и Боринг (Holway & Boring, 1940) просили испытуемых сравнить воспринимаемую ими величину Луны с одним из световых дисков, спроецированных на расположенный рядом с ними экран. В первой серии эксперимента испытуемые сидели на стуле. Наблюдая за Луной, находящейся близ горизонта (на уровне глаз наблюдателя), они выбирали диск, который значительно превосходил по величине тот, который они выбирали, когда наблюдали за Луной, находящейся в зените (подняв глаза под углом 30°). Во второй серии испытуемые наблюдали за Луной лёжа на столе. Когда они лежали на спине и смотрели на Луну в зените или когда они были вынуждены закидывать голову назад и поднимать глаза вверх, чтобы из положения на спине увидеть Луну на горизонте, результаты были противоположными. Луна близ горизонта казалась им меньше по величине, чем Луна в зените.

  Противники данной гипотезы утверждают, что иллюзия увеличенной Луны быстро затухает при увеличении высоты светила над горизонтом, когда необходимость запрокидывать голову и поднимать глаза вверх ещё не возникает.

  Теория кажущейся удалённости

  Теория кажущейся удалённости впервые была описана у Клеомеда примерно в 200 г. н. э. Теория предполагает, что Луна у горизонта выглядит больше Луны в небе из-за того, что она кажется дальше. Мозг человека видит небо не как полусферу, чем оно на самом деле является, а как сплюснутый купол. Наблюдая за облаками, птицами и самолётами, человек видит, что они уменьшаются при приближении к горизонту. В отличие от земных объектов, Луна, находясь вблизи горизонта, имеет примерно такой же видимый угловой диаметр, как и в зените , но человеческий мозг пытается компенсировать перспективные искажения и предполагает, что диск Луны должен быть физически больше.

  Эксперименты, проведённые в 1962 году Кауфманом и Роком (Kaufman & Rock) , показали, что существенным фактором при создании иллюзии являются наглядные ориентиры (см. иллюзия Понцо). Луна у горизонта оказывается в конце последовательности объектов ландшафта , деревьев и зданий, что говорит мозгу о её большой удалённости. При удалении ориентиров из поля зрения, выглядящая крупной Луна становится меньше.

  Противники данной теории указывают на наличие иллюзии даже при наблюдении светила через темный светофильтр, когда окружающие его объекты неразличимы.

  Теория относительного размера

  По теории относительного размера воспринимаемый размер зависит не только от размера на сетчатке, но и от размеров остальных объектов в поле зрения , которые мы наблюдаем одновременно. При наблюдении Луны близко к горизонту мы видим не только Луну, но и другие объекты, на фоне которых спутник Земли кажется больше, чем есть на самом деле. Когда же Луна находится в небе, бескрайние просторы неба заставляют её выглядеть меньше.

  Данный эффект был продемонстрирован психологом Германом Эббингаузом . Круг, окружённый маленькими кругами, представляет собой Луну у горизонта и окружающие её маленькие объекты (деревья, столбы и т. п.), а круг, окружённый более крупными объектами, представляет собой Луну в небе. При том, что оба центральных круга имеют одинаковый размер, многим людям кажется, что правый круг на картинке больше. Этот эффект может проверить каждый, вынеся из комнаты во двор какой-нибудь крупный предмет (например, стол). На открытом пространстве он будет выглядеть явно меньше, чем в помещении.

  Противники данной теории указывают на то, что пилоты самолётов тоже наблюдают данную иллюзию, хотя в их поле зрения наземных объектов нет.

  Количественное сопоставление различных теорий по данным экспериментов

  Специально поставленные эксперименты позволили количественно сравнить влияние различных факторов, предлагавшихся для объяснения иллюзии. В частности, подъем головы наблюдателя (теория о роли конвергенции глаз) влияет на изменение размера, но очень слабо (кажущееся изменение размера - 1,04 раза), изменение цвета или яркости лунного диска практически не влияет на видимый размер, а наличие линии горизонта или её оптической модели (теории кажущейся удалённости и относительного размера) приводит к кажущемуся изменению размеров диска в 1,3 – 1,6 раз, причем точная величина изменения зависит от особенностей ландшафта.

  Примечания

  Ссылки

  • NASA - Solstice Moon Illusion (англ.)
  • Astronomy Picture of the Day (англ.) (26 сентября 2007). Проверено 9 декабря 2012.
  • The Moon Illusion, An Unsolved Mystery. (англ.)
  • The Moon Illusion Explained (англ.)

  Луна
  Особенности
  Орбита
  Поверхность
  Наука о Луне
  Исследование
  Другое

  
  

  Wikimedia Foundation . 2010 .