为什么地平线上的月亮大一些？

记得曾经从一本科普书中读到，利用现代科学仪器测量月亮影像在视场中的张角，得到的结果是30角分左右。这在眼底也就占据了0.15 mm宽的地方。可以推测，月亮变大应该是一种错觉。那么，错觉又是怎样引起的呢？那时候，Sheldon有晚上抬头观察星空的习惯，那个姿势保持久了容易脖子疼，这是不是引起错觉的原因呢？为了验证这个想法，Sheldon改成躺在房顶上看空中的月亮，这就和站着看地平线上月亮的姿势一样。按照Sheldon的理论，这时空中的月亮也会变大。于是专门等半夜月亮升高时爬起来试验了一下——瞬间就被证伪了。在民间搞理论就是不靠谱啊。

就像绝大多数生活中的物理问题一样，最早研究这个问题的人又是亚里士多德，而且像他的其他物理定律一样，这种哲学思辨论述最终被实证推翻了。公元前4世纪的时候，他猜想月亮的影像变大了，是因为月光被地平线附近的空气折射，所以看起来比空中要大一些。即使不会做月光折射的计算，现在的你也很容易超越亚里士多德的见识。因为当你激动地用普通相机把月亮拍下来时，就会发现照片里的月亮毫不起眼，像是卸了妆的当红明星，让人大失所望。古代没有这个条件，所以直到一千四百多年后，阿拉伯物理学家阿尔哈桑才纠正了亚里士多德的错误，认为这种效应是主观感知的结果。

事实上，不仅仅是月亮，就连太阳，以及夜空中的星座，在地平线附近时都会看起来比在天空中时大一些。地平线附近总会有许多人类熟悉的事物，例如山脉，房屋，大树等等。对比之下，月亮就会显得大很多。这种现象可以用著名的庞佐错觉来解释。这个错觉最先是由意大利心理学家马里奥·庞佐发现的。如果把一张纸卷成一根管子，来一次管中窥月，就会发现地平线上的月亮马上变正常了。

这个解释并不能让人满意，因为当飞机上的飞行员在空无一物的地平线上观察月亮时，仍然会有这样的错觉。这其中一定还有别的原因。会不会是距离的原因呢？纽约长岛大学心理系的两名研究者做了一个实验，他们用电子设备投影出两个立体的虚拟月亮，一个可以用键盘调节远近的感受（也就是视差），一个固定在远处作为参照。实验要求被试者在水平位置，和45°角的位置分别调节其中一个“月亮”的远近，使它刚好位于被试和用于参照的“月亮”的正中间，这样就得到了两个“月亮”在人类心中的相对距离。实验的结果是，在被试的主观感受中，水平线上的“月亮”看起来要比天空中的远4.2倍。这个结果不难理解，不信你抬头去看天空的云，是不是感觉地平线附近的云要比头顶的远得多呢？

这个解释并不能让人满意，因为当飞机上的飞行员在空无一物的地平线上观察月亮时，仍然会有这样的错觉。这其中一定还有别的原因。会不会是距离的原因呢？纽约长岛大学心理系的两名研究者做了一个实验，他们用电子设备投影出两个立体的虚拟月亮，一个可以用键盘调节远近的感受（也就是视差），一个固定在远处作为参照。实验要求被试者在水平位置，和45°角的位置分别调节其中一个“月亮”的远近，使它刚好位于被试和用于参照的“月亮”的正中间，这样就得到了两个“月亮”在人类心中的相对距离。实验的结果是，在被试的主观感受中，水平线上的“月亮”看起来要比天空中的远4.2倍。这个结果不难理解，不信你抬头去看天空的云，是不是感觉地平线附近的云要比头顶的远得多呢？

为什么感觉较远的月亮看起来反而大呢？如下图所示，人们感受大小时，不单单靠比较物体在视场中占的角度，还要比较物体的距离。在角度相等的情况下，如果你知道其中一个物体距离更远，你的大脑就会把它的尺寸估计的更大一些。上述结果发表在2000年的《美国科学院院报》上，感觉够权威了吧？可是仍然有人不信服。

威斯康辛大学白水分校的两位研究者认为大家一开始就搞错了。月亮的张角确实没有变化，但人们所感知到的张角却大不相同。和比较照片上物体大小的原理不一样，人们比较不同距离的物体时，眼睛的焦距会略微变化。当人们的目光从地平线附近的物体移到月亮时，会觉得月亮的张角会略微变大一些，叫做眼动巨视效应（oculomotor macropsia）；相反，当人们注视天空中孤零零的月亮时，又会发生眼动生微视效应（oculomotor micropsia）。这两位研究者认为，眼动效应才是导致月亮大小变化的真正原因。

这种说法有没有道理呢？2006年，华盛顿大学和明尼苏达大学的研究者在《自然-神经科学》杂志上发表了一篇文章。他们通过功能性核磁共振成像（fMRI）得出结论，如果两个物体张角相同，离得远的那一个在视网膜上占据的面积反而更大；同时，它在大脑视觉皮层中激活的区域也更大！这说明人类的视觉系统很早就在加工物体大小和远近的信息了。这个科学实验从一个方面支持了眼动效应的解释。

感觉很深奥，有很多名词还是第一次听说，看来得加强学习了。。。。。

我感觉这个应该和光线透过的路径当中大气密度不同带来的折射有关，毕竟当在地平线上看到的月亮或者其他天体，在透过大气时穿越的密度较大的大气层的路途要比在天空上的长很多，在大气中悬浮的水汽粒子及灰尘的折射及散射带来的扩散效应下，我们看到的月亮就会大很多。