第九章光的反射和折射·視覺 9.17月亮在我們眼里有多大？

第九章光的反射和折射·視覺 9.17月亮在我們眼里有多大？

　　這里我要順便談一談月亮在人眼里的大小。如果你問一下熟人，月亮在他們眼里有多大，你就會得到各式各樣的回答。大多數(shù)人都會說，月亮有盤子那么大，可是也有人說，它的大小象一個裝果醬的碟子，或者象一個櫻桃，一個蘋果。還有一位中學生說，月亮在他眼里常常“象一張可以坐十二個人的大圓桌面那么大”。又有一個現(xiàn)代的文藝作家肯定說，在空中有一個“直徑一俄尺①的月亮”。

　　同樣一個物體，為什么對它的大小有這么多不同的說法呢？

　　這是由于人們對距離的估計各有不同，而且這種估計常常是無意識的。把月亮看成象蘋果那樣大小的人所想象的月亮離自己的距離，一定比把它看成象盤子或圓桌面的人所想象的，要近得多。

　　可是大多數(shù)的人，都認為月亮有盤子那么大。從這里可以得出一個有趣的結(jié)論。如果算一算（算法讀了下文自然會清楚）應該把一個盤子般大的月亮放在多遠的地方，它才會有見到的這種大小，那算出的這個距離不超過30米。請看我們在不知不覺中把月亮放在多么近的地方了！

　　有不少錯覺也是由于對距離估計錯誤而起的。我小的時候，“那時候一切生活上的印象對于我都是新鮮的”，我曾經(jīng)有過幾次視覺上的錯誤，這些事到現(xiàn)在還記得很清楚。我是生在城市里的人。有一年春天，我到郊外去閑游，那時候我生平第一次看到了一群在草地上放牧著的牛。因為我估計距離不正確，這些牛在我眼里就似乎非常小。這樣的小牛在那一次以后我再也沒有看到過，當然，也決不會再看到①。

　　天文學家確定天體的視大小，是用我們看到天體所夾的角的大小。這個角叫做“視角”，它是從所看的物體的兩個極端引到眼里來的兩條直線形成的（圖125）。我們知道角是用度、分、秒來計算的。提到月面的視大小，我們不說它等于一個蘋果或一個盤子，卻要說它等于半度；意思就是從月面的兩邊引到我們眼里來的兩條直線，會形成一個半度的角。這種確定視大小的方法才是唯一正確的方法，不會發(fā)生誤會。

　　幾何學告訴我們①，物體離開眼睛的距離如果大到物體直徑的57倍，這物體在觀察者的眼里所形成的視角是一度。例如，如果把一個直徑5厘米的蘋果放在離眼睛5×57厘米的地方，它的視角就是一度。如果把這個距離加倍，它的視角就是半度，也就是我們眼里所見的月亮的角度。如果你樂意，你可以說，月亮在你眼里跟蘋果一般大，可是得在這樣的條件下，就是蘋果必須離你的眼睛570厘米（大約6米）。在你想把月亮的視大小比做盤子的時候，你必須把盤子放在離你大約30米遠的地方。大多數(shù)人都不愿相信月亮會是這樣小；可是請你把一枚一分的硬幣放在離你眼睛相當于它的直徑114倍那么遠的地方。這時候，雖然它離開眼睛有兩米，可是恰巧能把月亮遮住。

　　如果有人建議你在紙上畫一個圓圈來表示肉眼所見的月亮，那這任務(wù)對你說來是不夠明確的：因為圓圈可大可小，就看你把它放在離你眼睛多遠的地方�？墒侨绻�我們提出我們是在平時讀書看圖的時候所保持的距離上，也就是所謂明視距離上，對于普通的眼睛，這個距離等于25厘米，那條件就明確了。

　　這樣，讓我們來算一算，印在這本書上的一個圓圈應當有多大，才能和月面的視大小相等。算法很簡單：只要用114來除明視距離25厘米就行了。得出來的是一個很小的數(shù)值比2毫米稍微大一些！它的寬度大約和這本書里腳注的字差不多。

　　月亮和太陽的視大小是相等的，就是說它們的視角都是這樣小，這簡直很難使人相信！

　　你也許已經(jīng)注意到：你的眼睛朝太陽看了以后，視野里很久都會有一個光圈在閃爍。這就是所謂“光的痕跡”，有同太陽一樣的視角。可是它們的大小是會變動的：在你看天空的時候，它們同日面一樣大；如果你把眼光移到放在面前的一本書上，那這個太陽的“痕跡”在紙上所占的地位，就會是一個直徑大約是2毫米的圓圈。這清楚地證明了我們的計算是正確的。

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