Měsíční iluze - Moon illusion
The Měsíční iluze je optická iluze který způsobuje Měsíc vypadat větší poblíž horizont než je výše v nebe. Je známo od starověku a zaznamenáváno různými kulturami.[1][2]O vysvětlení této iluze se stále diskutuje.[2][3][4]
Důkaz iluze
Úhel, který odpovídá úplňku subtends v oku pozorovatele lze měřit přímo pomocí a teodolit ukázat, že zůstává konstantní, jak Měsíc stoupá nebo klesá na obloze. Fotografie Měsíce v různých výškách také ukazují, že jeho velikost zůstává stejná. Jednoduchým způsobem, jak demonstrovat, že efekt je iluze, je držet malý oblázek (řekněme 0,33 palce nebo 8,4 milimetrů široký) na délku paže (25 palců nebo 640 milimetrů) se zavřeným jedním okem a umístit oblázek tak, aby zakrýval ( zatmění) úplněk, když je vysoko na noční obloze. Poté, když se na obzoru objeví zdánlivě velmi velký Měsíc, zakryje ho také stejná oblázka, což odhalí, že nedošlo k žádné změně velikosti Měsíce, protože oblázek bude stále zakrývat Měsíc.
Mezi odlišný úplněk, Měsíc úhlový průměr se může lišit od 29.43 obloukové minuty na apogee na 33,5 úhlových minut na perigeum —Zvýšení přibližně 14% ve zdánlivém průměru nebo 30% ve zdánlivé oblasti.[5] Je to kvůli excentricita z Oběžná dráha Měsíce.
Možná vysvětlení

Velikost prohlíženého objektu lze měřit objektivně buď jako úhlová velikost (zorný úhel, který svírá s okem, odpovídá poměru zorné pole že zabírá), nebo jako fyzická velikost (jeho skutečná velikost měřená například v metrech). Vnímaná velikost však s těmito pojmy souvisí pouze volně. Pokud jsou například umístěny dva identické známé objekty ve vzdálenosti pěti a deseti metrů, pak vzdálenější objekt subtiluje přibližně polovinu vizuálního úhlu bližšího objektu, ale obvykle je vnímán jako stejná velikost (jev označované jako stálost velikosti), ne jako poloviční velikost. Naopak, pokud vzdálenější objekt skutečně svírá stejný úhel jako bližší objekt, je obvykle vnímán jako dvakrát větší.
Jedna otázka týkající se iluze Měsíce proto je, zda se horizont Měsíce jeví větší, protože jeho vnímaná úhlová velikost se zdá být větší, nebo proto, že se jeho vnímaná fyzická velikost zdá větší, nebo nějaká kombinace obou. V současné době v tomto ohledu neexistuje shoda. Nejnovější výzkum iluze Měsíce provedli psychologové specializující se na lidské vnímání. Kniha z roku 1989 Měsíční iluze, editoval Hershenson, nabízí asi 24 kapitol napsaných různými badateli iluzí, kteří dospěli k různým závěrům. Po přezkoumání mnoha různých vysvětlení ve své knize z roku 2002 Záhada iluze měsíceRoss a Plug uzavírají „Žádná z teorií se nestala vítěznou“.[6] Tvrdí, že velikost iluze je variabilní, ale obvykle jde o zjevné zvětšení průměru asi o 50 procent. Nejdůležitějším faktorem je pohled na terén, ale existuje malý příspěvek od dalších faktorů, jako je úhel pohledu, držení těla a pohyby očí.[Citace je zapotřebí ]
Lom a vzdálenost
Ptolemaios pokoušel se vysvětlit iluzi Měsíce skrz atmosférický lom v Almagest a později (v Optika ) jako optický klam způsobený zdánlivá vzdálenost,[7][8] nebo obtížnost dívat se nahoru, ačkoli interpretace účtu v Optika jsou sporné.[9] Podobně Cleomedes (asi 200 n.l.) ve své knize o astronomii připsal iluzi jak lomu, tak změnám ve zdánlivé vzdálenosti.[2] V Kniha optiky (1011–1022 n. L.), Ibn al-Haytham (Alhazen) opakovaný lom jako vysvětlení, ale také navrhl podrobnější vysvětlení založené na zasahujících objektech a zdánlivé vzdálenosti.
Prostřednictvím dalších prací (od Roger Bacon, John Pecham, Witelo, a další) na základě vysvětlení Ibn al-Haythama byla iluze Měsíce přijata jako psychologický fenomén v 17. století.[10]
Zdánlivá vzdálenost hypotéza

Zjevnou teorii vzdálenosti evidentně poprvé jasně popsal Cleomedes Teorie navrhuje, aby horizont Měsíc vypadal větší než Měsíc zenitu, protože vypadá dál. Ibn al-Haytham byl konkrétnější: jeho argumentem bylo, že posuzování vzdálenosti objektu závisí na tom, že mezi objektem a pozorovatelem bude nepřerušovaná sekvence zasahujících těles; protože však mezi Zemí a Měsícem neexistují žádné zasahující objekty, vnímaná vzdálenost je příliš krátká a Měsíc se jeví menší než na obzoru.[2] Vědci argumentovali[11] že zdánlivá vzdálenostní hypotéza je vědecky problematická, protože vysvětluje vnímání jako důsledky vnímání: Měsíc vypadá dál, protože vypadá větší. Za tímto vztahem však pravděpodobně stojí složité vnitřní procesy.
V roce 1813 Schopenhauer napsal o tom, že iluze Měsíce je „čistě intelektuální nebo mozková a není optická ani smyslná“.[12] Mozek bere smyslová data, která mu jsou dána z oka, a zadržuje velký Měsíc, protože „naše intuitivní vnímání chápání považuje všechno, co je viděno v horizontálním směru, za vzdálenější, a proto za větší než objekty, které jsou vidět v ve svislém směru. “[13] Mozek je podle Schopenhauera zvyklý vidět pozemské objekty ve vodorovném směru a také na to, jak jsou ovlivňovány atmosférickou perspektivou.

Pokud je Měsíc vnímán v obecné blízkosti ostatních věcí viděných na obloze, dalo by se očekávat, že také ustupuje, jak se blíží k obzoru, což by mělo mít za následek menší sítnice obraz. Ale protože jeho obraz sítnice má přibližně stejnou velikost, ať už je blízko horizontu nebo ne, mozek se pokouší kompenzovat perspektivní, předpokládejme, že nízký Měsíc musí být fyzicky větší.
Rozsáhlé experimenty provedené v roce 1962 Kaufmanem a Rockem ukázaly, že rozhodujícím příčinným faktorem iluze je změna vzorce narážek na vzdálenost srovnatelná s Ponzo iluze. Měsíc na obzoru je vnímán jako na konci úseku terénu ustupujícího do dálky, doprovázeného vzdálenými stromy, budovami atd., Které všechny naznačují, že musí být daleko, zatímco tyto náznaky chybí zenitový měsíc. Experimenty mnoha dalších vědců zjistily stejný výsledek; jmenovitě, když jsou obrazové narážky na velkou vzdálenost odečteny od výhledu na velkolepý horizont Měsíce, vypadá to menší. Když se do výhledu na zenitový Měsíc přidají obrazové narážky na větší vzdálenost, vypadá to, že je větší.
Potenciálním problémem teorie zdánlivé vzdálenosti je, že jen málo lidí (asi 5%) vnímá horizont Měsíce jako větší i vzdálenější. Většina lidí (asi 90%) skutečně říká, že horizont Měsíce vypadá větší i větší blíže než zenit Měsíce (Boring, 1962; Hershenson, 1982; McCready, 1965, 1986; Restle, 1970). Většina ostatních říká, že vypadá větší a přibližně ve stejné vzdálenosti od zenitového Měsíce, přičemž několik lidí nehlásilo vůbec žádnou iluzi Měsíce. Odpověď na to, že se horizontový Měsíc jeví větší, ale ne blíže než zenitový Měsíc, může být proto, že divácká logika zkresluje jejich vnímání; protože divák ví, že Měsíc nemůže být fyzicky dále, vědomě si toho vnímání neuvědomují. To je posíleno myšlenkou, že mozek vědomě nevnímá vzdálenost a velikost, protože prostorové vědomí je podvědomé, retino kortikální poznání. V souladu s možností, že hlášená vzdálenost Měsíce je dána spíše logikou než vnímáním, je zjištění, že tyto různé zprávy - některé vykazují menší vzdálenosti a jiné ne - jsou pravděpodobně způsobeny zkreslením reakce[14]. Zdánlivé vysvětlení vzdálenosti je však v učebnicích nejčastější.
Hypotéza relativní velikosti

Historicky nejznámější alternativou k teorii „zdánlivé vzdálenosti“ byla teorie „relativní velikosti“. To uvádí, že vnímaná velikost objektu závisí nejen na jeho velikosti sítnice, ale také na velikosti objektů v jeho bezprostředním vizuálním prostředí. V případě iluze Měsíce vykazují objekty v blízkosti obzoru Měsíce (tj. Objekty na obzoru nebo v jeho blízkosti) jemné detaily, díky nimž se Měsíc jeví větší, zatímco zenitový Měsíc je obklopen velkými plochami prázdné oblohy díky nimž vypadá menší.[15]
Efekt je ilustrován klasikou Ebbinghausova iluze, kde se kruh zdá být větší, když je obklopen menšími kruhy, než je tomu, když je obklopen většími kruhy.
Hypotéza úhlu pohledu
Podle hypotézy „úhlu pohledu“ je iluze Měsíce vytvářena změnami polohy očí v hlavě doprovázejícími změny úhlu elevace Měsíce. Ačkoli bylo toto vysvětlení kdysi populární, již nemá velkou podporu.[3] Při pohledu skrz nohy na obzor Měsíc viditelně snižuje iluzi, ale může to být proto, že obraz na sítnici je obrácen. Zvednutí očí nebo naklonění hlavy ve vzpřímené poloze poskytuje iluzi jen velmi malé snížení.[2]
Historické odkazy
Immanuel Kant odkazuje na iluzi Měsíce ve svém textu z roku 1781 Kritika čistého rozumu, když píše, že „astronom si nemůže zabránit v tom, aby viděl Měsíc při jeho východu větší, než po nějaké době, i když touto iluzí není oklamán“.[16] Schopenhauer (1813) byl citován výše. Přebrodit[1] stručně shrnuje historické odkazy na iluzi měsíce počínaje Aristoteles; uvádí výpisy podle Aristoteles (~ 330 př. N.l.), Ptolemaios (~142, 150), Ibn al-Haytham (Alhazen) (1083), John Pecham (~1280), Leonardo da Vinci (~1500), René Descartes (1637), Benedetto Castelli (1639), Pierre Gassendi (1642), Thomas Hobbes (1655), J. Rohault (1671), Nicolas Malebranche (1674), William Molyneux (1687), J. Wallis (1687), George Berkeley (1709), J.T. Desaguliers (1736), W. Porterfield (1737), R. Smith (1738), C.N. Le Cat (1744), D. Hartley (1749), Thomas Young (1807) a Carl Friedrich Gauss (1830).
Reference
- ^ A b Wade, Nicholas J (1998). Přirozená historie vidění. Bradfordova kniha. Cambridge MA, Londýn, Velká Británie: MIT Press. p. 377 a násl. ISBN 978-0-262-23194-7.
- ^ A b C d E Ross, Helen E .; Plug, Cornelis (2002). Tajemství iluze měsíce. Oxford, New York: Oxford University Press. ISBN 019-850862-X.
- ^ A b Hershenson, Maurice (1989). Měsíční iluze. ISBN 978-0-8058-0121-7.
- ^ McCready, Don (10. listopadu 2004). „Konečně! Proč Měsíc vypadá na obzoru velký a menší, když je nahoře“ (PDF). Psychologické oddělení, University of Wisconsin-Whitewater. Citováno 2. prosince 2015.
- ^ „Velké a malé úplné měsíce“. Astronomický snímek dne. NASA.
- ^ Helen Ross; Cornelis Plug (2002). Záhada iluze měsíce. USA: Oxford University Press. p. 180.
- ^ Dobrý, Gregory (1998). Vědy o Zemi: Encyklopedie událostí, lidí a jevů. Psychologie Press. p. 50. ISBN 9780815300625.
- ^ Robinson, J.O. (1998). Psychologie vizuální iluze. Dover Publications. p. 55. ISBN 978-0486404493.
- ^ Ross, Helen E; Ross, George M (1976). „Pochopil Ptolemaios iluzi měsíce?“. Vnímání. 5 (4): 377–85. doi:10.1068 / p050377. PMID 794813. S2CID 23948158.
- ^ Plug, Cornelis; Ross, Helen E. (1989). „Historická recenze“. V Hershenson, Maurice (ed.). Měsíční iluze. Psychologie Press. str. 5–30. ISBN 978-0-8058-0121-7.
- ^ Kaufman, L; Vassiliades, V; Noble, R; Alexander, R; Kaufman, J; Edlund, S (2007). "Percepční vzdálenost a iluze měsíce". Prostorové vidění. 20 (1): 155–175. doi:10.1163/156856807779369698. PMID 17357720.
- ^ Na čtyřnásobném kořeni principu dostatečného rozumu, § 21 [je také rein intelektuální, nebo cerebrální; nicht optisch oder sensual]
- ^ Na čtyřnásobném kořeni principu dostatečného rozumu, § 21 [... daß unser anschauender Verstand, nach dem Horizont hin, alles für entfernter, mithin für größer hält, als in der senkrechten Richtung]
- ^ Kaufman, L; Vassiliades, V; Noble, R; Alexander, R; Kaufman, J; Edlund, S (2007). "Percepční vzdálenost a iluze měsíce". Prostorové vidění. 20 (1): 155–175. doi:10.1163/156856807779369698. PMID 17357720.
- ^ Restle, Frank (únor 1970). „Moon Illusion Explained on the Basis of Relative Size“. Věda. 167 (3921): 1092–6. doi:10.1126 / science.167.3921.1092. PMID 17829398.
- ^ Kant, Immanuel (1900). Kritika čistého rozumu. Přeloženo J. M. D. Meiklejohn. New York: Dover Publications. p. 189. (B 354)
Další čtení
- Kaufman, Lloyd; Kaufman, James H. (4. ledna 2000). „Vysvětlení iluze měsíce“. Sborník Národní akademie věd. 97 (1): 500–505. Bibcode:2000PNAS ... 97..500K. doi:10.1073 / pnas.97.1.500. PMC 26692. PMID 10618447.
externí odkazy
- Video TED-Ed o iluzi Měsíce, které nabízí mnoho teorií.
- Vědec zabývající se viděním hodnotí a kritizuje teorie o iluzi Měsíce (a argumentuje okulomotorickou mikropsií).
- Další pečlivý přehled výzkumu iluze Měsíce.
- Fyzik nabízí názory na současné teorie
- Summer Moon Illusion - NASA
- „Konečně! Proč Měsíc vypadá na obzoru velký a menší, když je nahoře“ Don McCready, emeritní profesor, katedra psychologie, University of Wisconsin-Whitewater, revidováno 10. listopadu 2004, vyvoláno 31. října 2015
- Proč teď vypadá měsíc tak velký?
- Proč se Měsíc zdá být větší blízko obzoru? (z Straight Dope )
- Ilustrovaná iluze měsíce
- Iluze měsíce diskutována na webových stránkách Bad Astronomy
- Nové myšlenky na pochopení iluze Měsíce Carl J. Wenning, Planetarian, prosinec 1985
- Vědci otce a syna potvrzují, proč se Horizon Moon jeví větší
- Astronomický snímek NASA: Východ měsíce nad Tureckem (16. června 2009)