Главная Щитовидная железа Иллюзия луны. Луна на горизонте. Отрывок, характеризующий Иллюзия Луны

Иллюзия луны. Луна на горизонте. Отрывок, характеризующий Иллюзия Луны

Вы наверное замечали, что когда полная Луна "сидит" на горизонте, она кажется намного больше, раза в полтора, чем когда она поднимается высоко в небо. Такой же феномен возникает при наблюдениях Солнца, планет и созвездий. Однако, если вы измерите угловые размеры Луны у горизонта и высоко в небе, то эти значения совпадут - ее проекции на сетчатку глаза в обоих случаях будут равны между собой. Получается, что размеры высокой и низкой Луны одинаковы, но наш мозг воспринимает их по-разному. Почему так происходит?

Иллюзия Луны всегда вызывала огромный интерес, и ее пытались объяснить многие ученые.

Можно подумать, что это происходит из-за изменения углового размера Луны в разных точках ее орбиты. Как мы знаем, лунная орбита имеет форму эллипса, а это означает, что находясь в перигее (ближайшей к Земле точке орбиты ~ 364 000 км), Луна чуть увеличивает свои угловые размеры, и соответственно находясь в апогее (дальней точке орбиты ~406 000 км), угловые ее размеры меньше. Процент разницы расстояний в апогее и перигее в среднем составляет 10%.

Но даже эти ничточные 10% не могут объяснить, почему у горизонта Луна видится нам огромной. Угловые размеры полной Луны колебляться между 0.6 градуса (в перигее) и 0.5 градусов (в апогее), но эта разница будет происходить в рамках месяца, а не течении ночи, когда восходит Луна.

На самом деле размер лунного диска над горизонтом на 1,5 % меньше, чем в небе, поскольку расстояние до наблюдателя больше на 1 земной радиус. Также по причине атмосферной рефракции размер Луны по вертикальной оси уменьшается.

Существует много различных теорий, объясняющих иллюзию Луны, но ученые не смогли прийти к единому мнению. Наиболее правдоподобной нам кажется такие объяснения:

1) "иллюзия Понцо", названная так в честь Марио Понцо, доказавшего ее в 1913 году, говорит, что человек судит о размерах объекта по фону. Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне двух сходящихся линий, наподобие уходящего вдаль железнодорожного полотна. Понцо нарисовал два одинаковых отрезка на фоне изображения уходящего вдаль железнодорожного полотна. Верхний отрезок кажется крупнее, поскольку он перекрывает рельсы в отличие от нижнего отрезка, который находится между рельсами. Аналогичным образом, при низкой Луне деревья и дома кажутся меньше на фоне Луны, которая, в свою очередь, кажется крупнее, чем на самом деле.

2) 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.

Самый простой способ развеять 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 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.

Так что не обманитесь, когда окружающие будут утверждать, что полная Луна уж слишком большая сегодня. А просто полюбуйтесь красивым пейзажем с восходящей из-за горизонта Луной!

По свободным материалам интернета.

Восходящая Луна на фото сохраняет свой угловой размер…

…хотя у самого горизонта может показаться просто огромной.

Джозеф Антонидес (Joseph Antonides) и Тосиро Кубота (Toshiro Kubota) из Университета Саскуэханны (США) заново открыли дебаты вокруг известной оптической иллюзии. Согласно их теории , иллюзия возникает из-за несоответствия между оценками расстояний, которые мозг дает на основании субъективной картины мира и по данным бинокулярного зрения.

То, что увеличение Луны у горизонта — именно иллюзия, а не оптический эффект, не оспаривается. Этому существует множество фотографических подтверждений: на снимках с постоянными настройками камеры Луна не меняет свой размер на всем пути от зенита до горизонта. Открытым остается вопрос о причинах возникновения этой иллюзии.

Пожалуй, самое известное объяснение основывается на предположении, что угловой размер Луны воспринимается в сравнении с находящимися на фоне неё объектами. Луна у горизонта непроизвольно сравнивается с объектами известных нам (и немалых) размеров (деревья, здания и т. п.) и кажется «крупнее крупного». Аналогичный эффект получил название иллюзии Эббингауза .

Антонидес и Кубота указывают на два недостатка этой теории. Во‑первых, во всех экспериментах с иллюзией Эббингауза наблюдатели отмечали лишь 10%-ное кажущееся увеличение объекта, а Луна может «вырастать» и вдвое. Во вторых, она не объясняет, почему эффект исчезает на фото и видео, в отличие от иллюзии Эббингауза, которую легко запечатлеть.

Новая теория основана на предположении, что мозг оценивает расстояние двумя различными способами. Первый — на основании картинки, предоставляемой бинокулярным зрением. Чем меньше отличий между проекциями изображения на сетчатку левого и правого глаза, тем более далеким воспринимается объект. Второй — на основании «встроенной» картины мира: для зрительной коры не существует понятия «бесконечности», и мозг пытается воспринимать небо как сферу, удаленную от нас на некоторое (пусть и большое) расстояние, с помещенными перед ней Луной, Солнцем и звездами. Тут и возникает противоречие: бинокулярное зрение утверждает, что Луна ничуть не ближе, чем «небесная сфера». Мозг разрешает это противоречие, увеличивая проекцию Луны, причем это искажение проявляется тем сильнее, чем меньше условное расстояние до «небесной сферы». А наличие у горизонта тех же зданий и деревьев заставляет мозг «привязывать» к ним небо: вот дом, а сразу за ним — «небесная сфера». Поэтому Луна кажется крупнее, чем в зените. Когда мы смотрим вверх, небо воспринимается как нечто чрезвычайно далекое.

Древние догадывались (а мы благодаря фототехнике и измерительным приборам знаем точно), что размер Луны неизменен вне зависимости от того, близка она к горизонту или, напротив, сияет высоко в небе. Глаза, однако, дают нам ощущение того, что у горизонта спутник больше, а высоко в небе - меньше.

Иллюзия Луны - оптическая иллюзия, которая заключается в том, что Луна низко над горизонтом кажется в несколько раз больше, чем когда она находится высоко в небе (около зенита). 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. В настоящее время существует несколько различных теорий, объясняющих эту иллюзию.

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 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 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.

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.

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.

Такое же объяснение предлагают Джозеф Антонидес (Joseph Antonides) и Тоширо Кубота (Toshiro Kubota) из Университета Саскуэханны (США) в недавно опубликованной работе. Да, механизм контрастно-размерной теории проверен в иллюзии Эббингауза. Но типичный размер кажущегося увеличения предметов в такой иллюзии равен 10%. А кажущееся увеличение Луны у горизонта равно двукратному (при предельно нижнем положении, не во всех широтах). Самое интересное, отмечают они, что иллюзия Эббингазуа, как и большинство оптических иллюзий вообще, не исчезает на фото. Луна же на фотографии вовсе не кажется большей, чем на самом деле.

Исследователи обращаются к модной теории, гласящей о том, что информация, попадающая в зрительную кору головного мозга, идёт в ней двумя разными потоками. Первый - это бинокулярное зрение. Когда изображение от обоих глаз одинаково, объект должен быть далеко, и чем выше сходство изображений, получаемых обоими глазами, тем дальше он находится.

Второй путь использует встроенную в наше восприятие модель мира. В ней мы интуитивно воспринимаем небо как находящееся на некоторой конечной дистанции от нас, а Солнце и Луну (как и звёзды) - располагающимися перед небом (относительно нас), при этом небо служит им фоном.

В отношении небесных объектов это порождает противоречие. Бинокулярное зрение не обманывает - Луна и в самом деле дальше от нас, нежели небо, причём эта разница достигает сотен раз.

Однако мозг не может работать на основании столь отличающихся данных, противоречие надо исключить. Поэтому он искажает проекцию Луны, посредством преувеличения различий в картинке, поступающей от одного и другого глаза, а именно такие различия выступают мерилом дальности объекта. Степень же искажения зависит от кажущейся дистанции до небосвода. У земли, где на его фоне видны деревья и другие предметы, небо кажется ближе, что уменьшает противоречие между двумя каналами получения информации. Поэтому у горизонта искажение минимизируется, и мозг позволяет глазам увидеть объект бóльшим.

Как проверить идею? Г-да Антонидес и Кубота хотят измерить изменения кажущегося размера Луны с разными «подсказчиками» в открытом поле, долине, в горах, городском ландшафте и так далее. Кроме того, небезынтересно было бы выяснить и то, существует ли иллюзия у людей с отсутствием бинокулярного зрения. Также они намерены исследовать вопрос о точности сообщений, говорящих, что иллюзия исчезает, если мы смотрим на Луну у горизонта вверх ногами, стоя на голове.

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

Полная луна снится к успеху в любви и удаче в предпринимательстве.

Огромная луна предвещает неблагоприятную любовную связь, домашние неприятности и разочарование в делах.

Лунное затмение сулит какое-то инфекционное заболевание.

Кроваво-красная луна пророчит войну и раздоры.

Молодая луна снится к повышению благосостояния и встрече своей «половинки».

Если во сне молодая женщина пытается определить по Луне свою судьбу, ей предстоит брак с достойным избранником.

Если ей привидятся две луны – она потеряет любовь из-за своей меркантильности.

Затуманенная луна предупреждает: чтобы не упустить свое счастье, нужно проявить тактичность.

По Нострадамусу, Луна – это символ тайной власти, безмолвия, неожиданностей. Вот как он трактовал сны о Луне.

Увидев во сне полнолуние, знайте, что настанет время, когда на Земле будут царствовать черные силы. Вам лично такой сон пророчит встречу с колдуном, который окажет значительное влияние на вашу судьбу.

Устремились во сне на Луну – значит, и в реальной жизни вы стремитесь к чему-то новому, доселе не изведанному.

Сон, в котором вы видите Луну, окрашенную в ярко-красный или багровый цвет, является предостережением.

Темные пятна на Луне являются предостережением, также могут означать смену власти.

Если во сне вы увидите лунный свет, то наяву столкнетесь с неожиданным препятствием, устранить которое будет довольно трудно.

Увидели во сне отражение Луны в воде или в зеркале – впереди неожиданный поворот событий.

Расколовшаяся Луна снится к душевной усталости и затруднениям в выборе жизненного пути.

Если во сне вы совершаете обряд поклонения богине Луны, то наяву вы станете жертвой своей страсти.

А болгарская прорицательница Ванга трактовала сны о Луне следующим образом.

Увидеть во сне полнолуние – дурной знак. Такой сон предвещает, что в скором времени вас ждут плохие времена.

Если вам приснилась ярко-красная или багровая луна, то в скором будущем вы попадете в какую-то катастрофу.

Увидеть во сне темные пятна на Луне – пророчество большой опасности.

Наблюдать во сне за отражением луны в воде – знак того, что ваши ожидания будут обмануты. В своем деле вы полагаетесь на человека, который подведет вас при первой же возможности.

Если во сне вы увидели лунный свет, то такой сон предвещает увлекательное путешествие в далекие страны. Поездка будет неожиданной и очень приятной.

Увидеть во сне расколовшуюся Луну – дурное предзнаменование.

Если вам приснилось, что вы летите на Луну, то такой сон является предвестником длительного путешествия.

Толкование снов из

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.

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.

Теория относительного размера

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.

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 .