Lunina iluzija: zakaj je luna videti tako nenavadno velika tik ob obzorju

(Dileep Eduri)

Ste že kdaj opazili, da se luna včasih zdi popolnoma velikanska, ko je tik ob obzorju?

Nisi sam. The lunina iluzija je morda najbolj znana optična iluzija na svetu in o njej razmišljajo že tisoče let. Dejansko obstajajo zapisi o stari Babilonci in Grki, ki razpravljajo, zakaj pride do iluzije.

še vedno ne vemo, zakaj naši možgani zaznavajo, da je luna tako velika



Vemo, da luna dejansko ne zavzema več neba, ko je blizu obzorja - človeškim očem je tako videti. Toda kljub vsem naporom, ki smo jih vložili v razumevanje iluzije, še vedno ne vemo, zakaj naši možgani zaznavajo luno kot večjo, ko je blizu obzorja.

»Ljudje iščejo preprost, lahko razumljiv odgovor,« pravi Donald Simanek , fizik, ki je že dolgo me zanima iluzija lune . 'Ampak odgovor se skriva v delovanju človeških možganov, ki jih imamo le malo dojemamo.'

V zadnjem času so nekateri nevroznanstveniki celo začeli uporabljati študije MRI, da bi razumeli, kaj se dogaja. Čeprav njihovo delo ni rešilo lunine iluzije, jo je osvetlilo – in morda celo razkrije nekaj o procesih, ki jih človeški možgani uporabljajo za interpretacijo vizualnih informacij.

Lunina iluzija je zbegala ljudi že tisočletja

lunina iluzija

( NASA )

Aristotel je verjel, da Zemljina atmosfera poveča luno, ko je blizu obzorja, zaradi česar je videti večja - vendar smo od takrat izvedeli, da se je motil. Učinek razpršitve ozračja včasih naredi luno videti oranžno ali rdeče , vendar to ne spremeni navidezne velikosti lune.

Z uporabo instrumenta, imenovanega a teodolit , lahko astronomi ugotovijo, da je povprečna polna luna približno 0,52 ° širok (majhen delež 360° ki sestavljajo celotno nebo) in se ne spremeni čez noč. Medtem ko se lahko polna luna razlikuje po navidezni velikosti od enega cikla do naslednjega (ker je lunina orbita okoli Zemlje rahlo eliptična, zaradi česar je bližje in dlje od nas), dana nočna luna zavzema približno enak delež neba, kjer koli je. je

To lahko potrdite sami, tako da držite ravnilo na dosegu roke in merite luno čez noč. Natančna analiza fotografij lune, ko vzhaja, tudi pokaže, da se ne spreminja.

Dejansko, če sploh kaj, meritve kažejo, da luna dejansko rahlo zavzame manj neba, ko je na obzorju (približno 2 odstotka manj, če smo natančni). To je zato, ker je res nekoliko dlje od nas. Ko je luna naravnost nad nami, jo vidimo z razdalje med njo in Zemljo, ko pa je na obzorju, pa gledamo čez dodatni polmer Zemlje:

lunina razdalja

Ne v obsegu. ( Bob King )

Torej se je Aristotel motil. Zemlja zaradi neba ne izgleda večja. Namesto tega je vse v naših glavah.

Nedavne raziskave MRI so to potrdile. A študija 2006 je ponovil zelo podobno iluzijo v laboratoriju in ugotovil, da predmet, za katerega se zdi, da je večji in bolj oddaljen (prikazano levo), povzroči večje območje aktivacije v možganih. vizualni zemljevid kot isti predmet, za katerega se zdi, da je bližje in manjše (prikazano desno) - čeprav sta popolnoma enake velikosti:

iluzija velikosti

( Murray et al. 2006 )

Predmet na levi (kot je luna na obzorju) pravzaprav ni večji - vendar ga naši možgani vseeno zaznavajo kot večjega.

Zakaj bi lahko opazovanje lune na obzorju prelisičilo naše možgane

V letih od Aristotela so ljudje postavili na desetine konkurenčnih hipotez. Najpomembnejši je način, kako naši možgani ugotavljajo velikost predmetov na različnih razdaljah.

Ideja je, da naši možgani nekako kompenzirajo zaznano razdaljo. Na primer, ko se avto odpelje od vas, se količino vašega vidnega polja zavzema postaja vse manjša in manjša, a veš, da se avto pravzaprav ne krči. Vaši možgani uskladijo svojo razdaljo s svojo navidezno velikostjo, tako da je avto enake velikosti, ko se odpelje.

To postane bolj zapleteno, ko gledamo predmete zelo oddaljene, ker ne moremo natančno zaznati globine na tako velikih razdaljah. Če torej zaznamo luno na obzorju kot dlje kot na vrhu neba, bi nas ta isti mehanizem lahko zavedel, da bi mislili, da je videti večja, kot je v resnici.

lunina iluzija

( Damian Adrian )

'Če ocenite, da je razdalja med vami in luno večja, možgani izvedejo izračun in se odločijo, da mora biti predmet tudi večji, da zapolni isti prostor,' pravi Ralph Weidner , nemški nevroznanstvenik, ki je nedavno uporabil MRI eksperimente za preučevanje iluzije.

Obstaja nekaj hipotez, zakaj se luna morda zdi dlje ob obzorju kot drugje. Nekateri menijo, da je to zato, ker mi dojemajo nebo kot sploščeno kupolo , namesto popolne poloble (morda zato, ker smo navajeni, da jo zapolnjuje ravna, razmeroma nizka oblačnost).

luna iluzija nebesna kupola

( Univerza v Manchestru )

Drugi predlagajo to je zato, ker so večino časa, ko vidimo obzorje, v ospredju veliki predmeti (recimo polja ali gore). »Nismo dobri v presoji razdalje obzorja, zato se moramo zanašati na naše nabrane izkušnje – torej na naše znanje o tem, kako velika je gora,« pravi Simanek. Vemo, da so gore ogromne, zato mora biti obzorje oddaljeno.

V obeh primerih pa obstaja velik problem s to razlago. Ko ljudi vprašate o velikanski luni na obzorju, običajno rečejo, da se zdi bližje kot običajno, ne pa dlje. Če bi bila razlaga možganov, ki kompenzirajo razdaljo, resnična, bi pričakovali, da bodo ljudje rekli nasprotno – da je videti dlje.

MRI so razkrili novo razlago lunine iluzije

lunina iluzija

( Brent Moore )

Pred kratkim so drugi raziskovalci predstavili posodobljeno različico te razlage za reševanje tega problema. Ta nova razlaga temelji na nedavnih nevroznanstvenih raziskavah, ki kažejo na naše možgane imajo dva osnovna sistema za obdelavo vizualnih informacij : eno, ki določa, kateri predmet gledate (imenovano ventralni tok), in drugo, ki določa, kje je predmet (imenovano hrbtni tok). Vsak od njih ustreza različnim področjem možganov.

Nova hipoteza trdi, da ta dva sistema delujeta v zaporedju, da ustvarita iluzijo lune. Trebušni tok izvaja postopek, opisan v stari razlagi: luno vidi kot res daleč, zato jo ponovno poveča in se zdi ogromna.

Nato hrbtni tok določa, kje je luna. 'Misli si:' Ah, večji je kot običajno, zato mora biti bližje, ' pravi Weidner.

Weidner in sodelavci so to idejo preizkusili pri dajanje ljudi v aparat za magnetno resonanco in z uporabo 3D očal, da jim pokažemo iluzijo lune – skupaj z drugo iluzijo, ki deluje na skoraj enak način kot teorija.

V njem se zdi, da se krog približuje ali oddaljuje, vendar je umerjen tako, da ves čas zavzema enak odstotek vidnega polja. Ne glede na to so ljudje poročali, da so videli krog kot večji, ko se je zdelo, da se oddalji, tako kot luna.

Raziskovalci so v obeh primerih opazili aktivacije v istih območjih ventralnega toka možganov v primerjavi s kontrolnimi poskusi, pri katerih ni bilo iluzije. To ni trdni dokaz, da je iluzijo lune mogoče v celoti razložiti s tem učinkom velikosti in razdalje, vendar kaže, da je vpleten.

Toda obstaja še veliko drugih možnih razlag za iluzijo

lunina iluzija

( Roadcrusher )

Kljub temu obstaja veliko drugih idej za razlago lunine iluzije - in med znanstveniki se nadaljuje razprava o tem, katere so najbolj prepričljive.

Ena hipoteza ugotavlja da je večino časa, ko je luna na obzorju, neposredno za veliko manjšimi, bolj podrobnimi predmeti, kot so drevesa ali zgradbe. Zaradi tega je v primerjavi z njimi videti večji. Po drugi strani, ko je na nebu, ga obdaja velika tema, zaradi česar je videti manjša.

Nekakšen učinek je mogoče videti na tej slavni podobi, imenovani Ebbinghausova iluzija : oranžni krog na desni je videti večji, čeprav sta oba oranžna kroga enake velikosti.

ebbinghausova iluzija

( Fibonacci )

Ena težava pri tem je, da se iluzija lune lahko pojavi tudi, če pred njo ni manjših predmetov - piloti, na primer, poročajo, da so med letom videli velikansko luno blizu obzorja. Kljub temu je lahko ta večji učinek primerjave včasih dejavnik, ki pretirava obstoječo iluzijo.

Drugi predlagajo da bi lahko iluzijo lune dejansko povzročil način, kako se naše oči fizično osredotočajo na predmete na različnih razdaljah. Če se naše oči osredotočijo na točko, ki je bližje od zadevnega predmeta, lahko povzroči, da je predmet videti manjši (stanje, znano kot mikropsija ).

Torej, na primer, ko je luna visoko na nebu, v bližini ni predmetov, ki bi služili kot znaki, ki bi našim očem povedali, kam naj se osredotočijo. V tem primeru se naše oči privzeto osredotočijo na tako imenovano »fokus mirovanja«, ki se osredotoča na nekaj metrov stran. Zaradi tega je luna videti manjša. Nasprotno pa, ko je luna na obzorju, vse zgradbe in gore pred njo opomnijo naše oči, naj se osredotočimo dlje, s čimer delno odpravimo učinek mikropsije in naredimo, da je luna v primerjavi s tem videti večja.

Kljub temu Simanek in drugi trdijo, da lahko tudi to predstavljajo le majhen odstotek lunine iluzije. Medtem je možnih razlag še več kot tukaj naštete, vse z različnimi prednostmi in slabostmi.

teanna trump odnos z donald trump

Najbolj fascinantno je, da lunine iluzije – optične iluzije, ki jo poznamo že tisoče let in jo vsak dan doživljajo milijoni ljudi – še vedno v resnici ne razumemo ali pravilno razložimo. Čeprav Weidnerjevo nedavno delo z MRI kaže, da ima razlaga velikosti in razdalje nekaj zaslug, pravi, da 'nobena od doslej podanih razlag ni popolna.'