水中月亮為何顯得比天上的大

王恒

唐代詩(shī)人孟浩然的《宿建德江》，描述了舟泊暮宿江邊夜景。其中“野曠天低樹(shù)，江清月近人”這句詩(shī)，不僅借景抒情寫(xiě)出了詩(shī)人的愁苦心情，也展現(xiàn)了詩(shī)人對(duì)大自然現(xiàn)象的細(xì)致觀察。其實(shí)，詩(shī)人眼里的這一切，都是由視覺(jué)的錯(cuò)覺(jué)產(chǎn)生的。

詩(shī)人站在船頭，放眼向水平方向天地相交的地方望去，近處的樹(shù)木、遠(yuǎn)處的天空歷歷在目。地平線是地面與天空的分隔線，那里的天空卻在近處的樹(shù)木之下，這種現(xiàn)象只有在曠野上才能看見(jiàn)。這與人眼看物體時(shí)形成的視角有關(guān)。視角是觀察物體時(shí)，從物體兩端（上下或左右）引出的光線在人眼光心處所成的夾角。物體的尺寸越小，距離觀察者越遠(yuǎn)，則視角越?。ㄕＱ勰軈^(qū)分物體上的兩個(gè)點(diǎn)的最小視角約為1分）。近處的樹(shù)木距離觀察者近，視角就大，因此就顯得大些，遠(yuǎn)處的物體離觀察者遠(yuǎn)，視角就小，顯得就小些。于是就形成了“野曠天低樹(shù)”的景象。遠(yuǎn)處的天空比近處的樹(shù)林還要低，給人一種壓抑的感覺(jué)。

把目光收回來(lái)，詩(shī)人望著倒映在清澈江水中的月影，又有了新的感覺(jué)——江清月近人。那么，為什么水中月亮顯得比天空中的月亮大呢？

清澈的江水就像一面鏡子，而平面鏡是可以成像的。平面鏡所成的像的大小和物體的大小是相等的，兩者對(duì)于鏡面是對(duì)稱的。也就是說(shuō)，物體和它的像，左右位置是倒置的。既然物和像是鏡面對(duì)稱的，而且物和它的像大小又是一樣的，那么在清澈的江面上月亮的倒影與江面的距離也應(yīng)該等于月亮離江面的真實(shí)距離——384000千米了。

可是地球上哪有這么深的江？那么，月亮在水中的像看上去怎么會(huì)有那么遠(yuǎn)的距離？原來(lái)，平面鏡所成的像是一種虛像。確實(shí)有光線通過(guò)而形成的像叫實(shí)像，在照相機(jī)底片上成的像就是實(shí)像。鏡面反射光延長(zhǎng)線相交而成的像叫虛像。在虛像的位置并沒(méi)有光線通過(guò)，我們之所以感到那里有一個(gè)像，這是眼睛的視覺(jué)效應(yīng)所引起的。這樣一來(lái)，天空中的月亮和江中的月亮是一樣大的。

既然如此，為什么還會(huì)有“江清月近人”的視覺(jué)呢？這是由于人判斷一個(gè)物體的大小會(huì)與人們注視的物體所處的環(huán)境有一定關(guān)系。當(dāng)與周?chē)木拔飳?duì)比時(shí)往往會(huì)產(chǎn)生一些錯(cuò)覺(jué)。月亮在天空中我們將它與廣闊的天穹相對(duì)比，這樣月亮就顯得小了。當(dāng)月亮倒映在江水中時(shí)，月亮的倒影就落到了一個(gè)特定的環(huán)境中了，江中的船、江岸以及岸上的樹(shù)木、房屋都成了水中月亮周?chē)木拔?，與這些景物相比，月亮就顯得大起來(lái)了。

于是，在廣袤而寧?kù)o的宇宙之中，尋求知音的詩(shī)人在對(duì)比了天空中的月亮和江水中的月影之后，終于發(fā)現(xiàn)了清澈江水中的月亮離他更近一些，詩(shī)人的眼里就有了“江清月近人”的感覺(jué)，從而使他寂寞的愁心得到了一絲安慰。

（源自“科普時(shí)報(bào)”）責(zé)編：馬京京