Наблюдая за Луной в течение дня можно заметить, что в положении над горизонтом Луна выглядит существенно больше, чем когда она находится в центре неба. Каждый, кто способен увидеть луну (или солнце) у горизонта, испытывает этот эффект. Но Луна на горизонте не больше, чем в зените, это просто особенность нашего восприятия.
Иллюзия размера Луны над горизонтом показана еще клинописью на глиняной табличке из древнего ассирийского города Ниневия, датированная седьмым веком до нашей эры. Аристотель писал об этом, например, приписывая это эффектам тумана.
Простые измерения Луны показывают, что она имеет такой же размер на горизонте, как когда она находится над головой. Это действительно иллюзия.
Иллюзия проявляется даже в совершенно ясную погоду. Связанная идея, распространенная и сегодня, состоит в том, что земной воздух действует как линза, преломляя (изгибая) свет от Луны и увеличивая ее.
Но мы знаем, что это неправильно, поскольку Луна измеряется одинакового размера независимо от того, где она находится на небе. Кроме того, изучение физики этого объяснения показывает, что оно тоже не соответствует действительности. На самом деле, хотя воздух у горизонта действительно действует как линза, его фактический эффект состоит в том, чтобы солнце и луна выглядели сплющенными, как плоские овалы, а не просто увеличивали их. Это тоже не может быть причиной.
Другое распространенное, но ошибочное объяснение состоит в том, что когда луна на горизонте, вы подсознательно сравниваете его с соседними объектами, такими как деревья и здания, благодаря чему он выглядит больше. Но это не может быть верно; иллюзия все еще возникает, когда горизонт пуст, например, на море или на равнине. Кроме того, если вы находитесь в городе и видите луну высоко в небе между зданиями, она кажется нормального размера, а не огромной, поэтому опять же это не может быть правильным объяснением.
И все же луна выглядит больше на горизонте. Эксперименты, проведенные в 1950-х и 1960-х годах когнитивными психологами Ирвином Роком и Ллойдом Кауфманом, показали, что люди воспринимают Луну гораздо больше на горизонте — иногда даже втрое больше, чем когда она над головой.
Однако, если визуальные подсказки относительно положения Луны исчезают, иллюзия исчезает. Глядя на него через трубку бумажного полотенца, например, вы сделаете его одинаковым по размеру вне зависимости от того, где в небе оно находится.
Так в чем причина? Как и многие другие вещи в науке, здесь действуют два эффекта.
Одной из них является иллюзия Понцо (не путать с финансовыми пиамидами, называемыми схемой Понци). Это очень простая, но потрясающая иллюзия. В простейших формах две параллельные горизонтальные линии одинаковой длины (как знак равенства) расположены между двумя линиями, которые почти вертикальными, но слегка сходятся у вершины. Теперь посмотрите на горизонтальные линии: верхняя кажется длиннее, хотя они одинаковой длины! Практически невозможно не считать их неравными.
Вариаций много, но все полагаются, чтобы обмануть мозг с помощью перспективы. Мы интерпретируем две почти вертикальные линии не как наклонные друг к другу, а как параллельные, но сходящиеся на расстоянии, как железнодорожные пути. Это восприятие, при котором линии в двумерном пространстве кажется сталкивающимися в точке, которая называется точкой исчезновения, часто используется в искусстве для изображения относительных расстояний.
Главное, чтобы две горизонтальные линии были одинаковой длины. Наш мозг видит это, но он также принимает верхнюю линию как удаленную. Если она расположена дальше и имеет такой же видимый размер, согласно перепутанной логике нашего мозга, она должна быть физически больше нижней линии, поэтому кажется большей. Это очень похоже на замечательную иллюзию комнаты Эймса, в которой из-за обезображенных стен и угла два человека одинакового роста выглядят очень разными размерами в зависимости от того, где в комнате они стоят. Это невероятно мощный эффект.
Иллюзия Понцо – сердце иллюзии Луны, но в ней есть нечто большее. Если бы вас спросили, какой формы кажется небо над вашей головой, вы бы, скорее всего, ответили, что это полушарие, половина шара. Но в действительности мы это не так воспринимаем! Если бы это было правдой, вы бы видели зенит, точку прямо над вашей головой, на таком же расстоянии от вас, как и любая точка на горизонте. Однако эксперимент по эксперименту показывает, что это не так: мы видим горизонт дальше, а небо больше похоже на чашу с плоским дном над головой, а зенит ближе к нам.
На самом деле это не слишком удивительно. Если вы стоите на улице в пасмурный день, облака над вашей головой действительно ближе к вам; они могут быть на пяти километрах над вами, а те, что у горизонта, могут быть на расстоянии более 100 километров! Таким образом, мы эволюционировали, чтобы думать о небе, сплющенном таким образом.
Теперь соедините эти два момента: когда луна на горизонте, мы думаем, что она дальше. Но размер Луны на небе на самом деле не меняется, поэтому наш мозг интерпретирует это как Луна, которая выглядит огромной. Когда он становится выше в небе, мы воспринимаем его как более близкий, поэтому он выглядит меньше.
Удивительно, но это объяснение, по крайней мере, частично, было определено около 1000 лет назад! Блестящий средневековый философ Ибн аль-Хайтам изучал зрение и оптику и внес большой вклад в оба. Он исследовал иллюзию Луны и правильно заметил, что объект фиксированного размера будет выглядеть меньше, если он будет восприниматься ближе, и будет выглядеть больше, если он будет дальше. Он считал, что такие объекты, как деревья или здания, делают Луну ближе и, следовательно, больше, что, как мы теперь знаем, неверно, но он имел основную идею, и он подошел ближе, чем многие, кто жил намного позже.
Ошибочных представлений об иллюзии Луны все еще много, и, как и многие другие мифы, они, скорее всего, не исчезнут, сколько бы о них ни писали. Но в этом случае мы знаем правильное объяснение. И это один из парадоксов науки: мы знаем, почему возникает эта иллюзия, но она все равно сохраняется.
По материалам: Scientific American
