為什麼月亮在地平線附近看起來更大？

日初出大如車蓋，及日中則如盤盂。月亮也是如此：剛剛從地平線升起的月亮看上去那麼大，而升到正當空的月亮卻變得那麼小。這種月徑幻覺究竟是怎麼產生的呢？這個從公元前4世紀就困擾科學家至今的謎題如今仍然是未解之謎。一開始便告訴你它是人體最聰明器官的大腦，又是怎麼給你造成錯覺的呢？

一輪滿月從英國布萊頓升起。攝於2015年。

攝影：JORDAN MANSFIELD, GETTY IMAGES

撰文：Nadia Drake

兩千多年來，夜空中常有一種景象令人困惑不已：有時候，一個巨大的月亮會低懸在地平線附近，但當它爬升到正當空時，大小卻只有升起時的幾分之一。

這種現象被稱為「月徑幻覺」，自從公元前4世紀就有記載。顯然，月亮的大小並沒有真的發生變化，但是，它看上去變大、變小的原因，至今仍令科學家們困惑不已。

月徑幻覺之謎團歷史悠久，而對於該謎團的解釋也多種多樣：

月亮的詭計

公元前4世紀時，古希臘哲學家亞里士多德推測地球的大氣層可能放大了地平線附近的月亮，正如水能讓浸入其中的物體看起來更大一樣。

希臘天文學家托勒密在其公元2世紀的《天文學大成》書中與同一時期的希臘天文學家克萊奧邁季斯也持相似的觀點，不過他們倆人還認為這一現象是由於月亮的視距不同產生的。

然而，我們如今知道地球的大氣層並不會放大月球的影像。大氣層內微粒塵埃對月光的反射、濾光，可能會改變月亮的顏色，但也僅此而已。

後來，物理學家們開始傾向於認為地平線附近的大月亮其實是想像力耍的小騙局而已，其實很容易就能自己發現事物並非看上去那樣。

把相機安在三腳架上，對著升起的大月亮拍攝多張照片。當月亮高懸在天空之後，再回頭對比一下所拍照片中月面的大小，你就會發現其實並沒有區別。

或者，當月亮升起時，拿一張紙捲成圓筒，讓圓筒的大小恰好與月亮相同。然後用膠布固定住這個紙筒，再用它來觀察逐漸升高的月亮，你也會發現月亮其實並沒有在紙筒中變大或縮小。

月亮在天空中的大小約為0.52角度，差不多是伸直手臂看大拇指指端的尺寸。隨著月亮繞地球公轉，其大小也會略微變大。當到達近地點時，月亮看上去會比平時大14%。不過，就單次月升而言，月面真正的角距大小是不變的。

都怪大腦騙了你

11世紀時，阿拉伯數學家伊本?阿爾?海塞姆（Ibn Al-Haytham）提出了第一個月徑幻覺的推論。他認為月亮尺寸的差異與我們大腦對距離的感知有關，我們會自動調整某個物體的「視尺寸」來與之匹配。

阿爾?海塞姆認為，當月亮正當空時，我們會認為它比較近，因而比較小。但是當月亮從遙遠的地平線升起時，我們認為它很遠，故而更大。

之所以地平線看上去比頭頂的天空更遠，是因為我們的大腦認為太空的形狀是一個較為平坦的穹頂，而非一個正圓的球體。因此，我們會認為頭頂的天體比地平線處的天體更近。

一般而言，人類對垂直距離的估測都很糟糕。不信的話，下次你觀察一下某座山脊，試著猜一猜它比你高多少。

艾賓浩斯錯覺是一種光學現象，可能用以解釋月徑幻覺。在這組圖中，藍色的圓形其實大小不變，但是右側的藍色圓形看上去比左側更大。

插圖：PETER HERMES FURIAN, ALAMY

英國牛津大學的心理學家Brian Rogers曾在天文館內做過關於月徑幻覺的實驗。他認為：「將天空視作平坦的穹頂，這一觀點更為可信，因為該觀點是基於天空的『視形狀』而非月亮的『視距』。」

另外一種可能是，周圍的視覺線索會欺騙我們的大腦。蓬佐錯覺對這一觀點闡釋得很充分。該理論認為，由於周圍視覺線索的差異，兩個完全相同的物體看上去也會差異很大。

然而，視距假說也有問題，正如心理學家Don McCready所說，這一假說「流行但不準確」。視距假設認為地平線附近的月亮應該看上去更大、更遠。但是，當問起人們他們認為月亮有多遠時，他們卻說地平線附近的月亮看上去更大、更近。

所以，這一假說並不可靠。

眾說紛紜

另外一種稱為「相對大小假說」的觀點認為，月徑幻覺的根源在於前景物體的大小，如果沒有房屋、山巒或樹木，月面看上去不會那麼大。這一觀點與著名的艾賓浩斯錯覺很相似。艾賓浩斯的圖示中，兩個相同大小的物體會因為周圍物體的不同，而看上去尺寸差異很大。

最近的一個觀點甚至認為，雙眼視覺才是元兇，因為我們的大腦會試圖把在平坦而遙遠的夜空中感知到的月亮位置進行修正，從而使月亮的尺寸失真。

然而，真相是，沒有一個理論能讓所有人信服。

「儘管關於這一話題已經出版了許多書籍和論文，但問題仍然沒有圓滿解決。有些因素很明了，有些卻並不。」德國班貝克大學的心理學家Claus-Christian Carbon說道。他也曾使用天文館對月徑幻覺進行過研究。

他說：「真正明了的是：無論任何一個超級月亮，即使是上個月那個幾十年不遇的超級月亮，與你心理上的那個超級月亮相比也小的可憐。」

（譯者：mikegao）