月亮和星星在地平线上见证

一般的观测者都会知道，一轮满月在与地平线相接时会比它悬在高空时的尺寸大很多，这个现象很多人都注意到了。太阳也是一样：很多人都知道，太阳与地平线相接升起或降落的时候，与正午时高挂在空中的太阳相比，尺寸要大很多（对没有云层遮掩的太阳进行直接观察对眼睛非常有害）。

对于星星的情况是：当星星与地平线相接时，各星之间的距离仿佛加大了。冬季时，美丽的猎户星座（或夏季的天鹅星座）在与地平线相接与它高挂在高空时的尺寸相差很多，这一特点使得见过这一现象的人为此感到非常吃惊。

当星体在地平线上升起或下落时，它其实距离我们更远了（超出地球半径的长度），而不是更近了，这让观测这一现象的人感到匪夷所思。看过图3-14你就明白了，我们看头顶上的星体时是站在A点处观测的，而如果看地平线上的星体时，我们是站在B点或C点观测，可不管是月亮、太阳还是星星，为什么它们与地平线相接时，虽然离我们距离更远了，却显得尺寸更大了呢？

图3-14 星体处在地平线上时为什么比它高挂当空时离观测者更远

你可能认为这种说法是错误的。其实之所以看到的现象比它与实际不符，是因为这只是一种错觉。这一点用钉耙测角仪或其他测角仪都可以证明，与地平线相接的月亮和高悬在夜空中的月亮视角相同，都是半度的视角。所以说，不管星座处在高空中还是地平线上，星座间的角距都是相同的，之所以人们会觉得它们变大了，那只是一种光学错觉而已。这一点由钉耙测角仪或“阿科夫测角仪”都能证明。(www.xing528.com)

为什么会有这样严重而普遍的视觉的错觉呢？据说从托勒密（古希腊天文学家——译者注）时代开始，两千年来人们都想解答这个难题，可到现在也没有一个让人满意的答案。下面的这个说法和错觉有关：我们看到的天穹是一个截球体，而不是半球体。它的高度比底面半径几乎小一半或三分之二。因为如果我们的头部和眼睛处于平常的位置，这时就会感觉所有水平方向或接近水平的距离大于垂直方向的距离，我们观察水平的物体时，会用“直视”的目光，而要看上方或其他方向的物体时，我们就要抬起或放低目光去看。如果我们观察挂在夜空中的月亮时是仰卧在平地上观察的，那么它在我们眼中就会大于它挂在地平线上的尺寸，这个问题让心理学家和生理学家感到棘手：为什么我们眼睛的观看方向能够决定物体可视的尺寸。

从图3-15就可以清楚地看出，外形是扁圆的天穹对于观测在不同位置的星体尺寸大小的影响的情况下，不管月亮是低垂在地平线上（高度为0°）还是高挂在天空中（高度为90°），都能看到天穹上的月面视角为半度。可它在我们的眼中却并不是同样的距离：我们会觉得月亮在高空中时比它在地平线上时离我们更近些。离中心点较近的地方，同样的角度，可以容下的圆和离中心点远的比起来要小些。如图3-15（左）所示，星星离地平线越来越近，它们之间的距离反而更远了：它们之间的角距看上去也有了变化。

图3-15 扁圆的天穹严重影响了我们对星体的可视大小

注意：你可能非常欣赏地平线上巨大的月亮，与此同时，你有没有发现一些当它高挂在夜空中时所没有发现的新的线纹或斑点？没有。可挂在地平线上的这个月亮明明是变大了的。为什么没有什么新发现呢？因为我们观测月亮时的视角并没有出现用望远镜观测事物时的那种放大，想要发现什么细微之处，要通过视角增大才能实现，其他任何的所谓“放大”都只是一种视觉的错觉而已，没有任何的实际意义^[4]。