Кіріспе

Айдың көрінетін мөлшерінің өзгеруі – Айдың көкжиегінде аспандағы биіктігіне қарағанда үлкенірек көрінуіне себеп болатын оптикалық иллюзия. Бұл құбылыс ежелден белгілі және түрлі мәдениеттерде қамтылған. Осы иллюзияның себептерін түсіндіру әлі де даулы мәселе болып табылады.

Ілюзияның дәлелі

Толық Айдың диаметрі бақылаушының көзіне қаншалықты бұрыш жасайтынын тікелей теодолитпен өлшеуге болады, осылайша Ай көкте көтерілген немесе батып кеткен кезде оның өзгермейтінін көрсетуге болады. Әртүрлі биіктіктегі Айдың суреттері де оның мөлшерінің тұрақты екенін көрсетеді. Бұл эффекттің көрініс болғанын көрсетудің оңай жолы – бір көзді жұмып, бір қолға шамалы (мысалы, кең) тас ұстап, оны түнгі аспандағы толық Айды (жабу үшін) дұрыс орналастыру. Содан кейін, көкжиектегі ай өте үлкен болып көрінгенде, дәл сол таспен оны жабуға болады, бұл Айдың мөлшері өзгермегенін көрсетеді. Әртүрлі толық Ай кезеңдерінде Айдың бұрыштық диаметрі апогейде 29,43 доғалық минуттан перигейде 33,5 доғалық минутқа дейін өзгеруі мүмкін – бұл көрінетін диаметрдің шамамен 14%-ы немесе көрінетін ауданының 30%-ы. Бұл Ай орбитасының эксцентриктік болуына байланысты.

Мүмкін түсіндірмелер

Қаралатын объектінің мөлшері объективті түрде бұрыштық мөлшері (көздің көретін бұрышы, ол көру өрісінің үлесіне сәйкес келеді) немесе физикалық мөлшері (оның нақты мөлшері, мысалы, метрмен өлшенгені) арқылы өлшенуі мүмкін. Дегенмен, қабылданатын мөлшер бұл ұғымдармен тығыз байланысты емес. Мысалы, егер екі бірдей, таныс объектілер бес және он метр қашықтықта орналастырылса, онда алыс объект жақын объектінің көру бұрышының шамамен жартысын құрайды, бірақ ол әдетте сол мөлшерде (мөлшер тұрақтылығы деп аталатын құбылыс) қабылданады, жарты мөлшерде емес. Керісінше, егер алыс объект жақын объектімен бірдей бұрыш құраса, онда ол әдетте екі есе үлкендей көрінеді. Сондықтан, Ай иллюзиясы туралы туындайтын сұрақ – көкжиеңдегі Ай үлкендей көрінуіне оның қабылданатын бұрыштық мөлшерінің үлкендігі себеп пе, әлде оның қабылданатын физикалық мөлшерінің үлкендігі себеп пе, немесе олардың үйлесімі бар ма? Қазіргі уақытта бұл мәселеде келісім жоқ. Ай иллюзиясы бойынша соңғы зерттеулерді адам қабылдауы саласындағы психологтар жүргізіп жатыр. 2013 жылы Хершенсон редакциялаған «The Moon Illusion» кітабында әртүрлі иллюзия зерттеушілерінің әртүрлі қорытындыларға келген 19 тарауы жазылған. Олар иллюзияның мөлшері өзгермелі, бірақ әдетте диаметрі шамамен 50 пайызға артады деп мәлімдейді. Ең маңызды фактор – жердің көрінісі, бірақ қарау бұрышы, дене күйі және көз қозғалысы сияқты басқа факторлар да аз үлес қосады.

Қиындық пен қашықтық

Птолемей Альмагест еңбегінде Айдың иллюзиясын атмосфералық сыну арқылы түсіндіруге тырысты, ал кейіннен (Оптикада) көрінетін қашықтыққа немесе көздің жоғары қарауының қиындығына байланысты оптикалық иллюзия деп қарастырды, алайда Оптикадағы осы мәселеге қатысты түсіндірмелер әлі де даулы. Осыған ұқсас, Клеомед (шамамен 200 ж.б.э.) астрономия туралы кітабында иллюзияның себебін сыну мен көрінетін қашықтықтың өзгеруіне байланысты деп түсіндірді.

Көрініс қашықтығы гипотезасы

Көрінетін қашықтық теориясы алғаш рет шамамен 200 жылы Клеомедпен нақты сипатталған. Теорияға сәйкес, көкжиектегі Ай зениттегі Айдан үлкендей көрінеді, себебі оның алысқа қарай көрінетіні айтылады. Ибн әл-Хайтам бұл тұрғыда нақтырақ болды: оның пікірінше, объектінің қашықтығын бағалау үшін объект пен бақылаушы арасындағы аралық денелердің үздірілмейтін тізбегі болуы керек; бірақ Жер мен Ай арасында аралық объектілер болмағандықтан, сезілетін қашықтық тым қысқа болады және Ай көкжиектегіден кішкентай көрінеді. Көрінетін қашықтық гипотезасы ғылыми тұрғыдан күмәнді, себебі ол қабылдауды қабылдаудың салдары ретінде түсіндіреді: Ай алысқа қарай көрінеді, өйткені ол үлкендей көрінеді. Дегенмен, бұл қарым-қатынастың артында күрделі ішкі процестер болуы мүмкін. 1813 жылы Шопенгауэр бұл туралы жазып, Айдың иллюзиясы "таза зияттық немесе милық, ал оптикалық немесе сезімдік емес" екенін айтты. Ми көзден берілген сезімдік деректерді қабылдайды және үлкен Айды қабылдайды, себебі "біздің интуитивті түсінігіміз көлденең бағытта көрінетін әр нәрсені алыс, ал тік бағытта көрінетін объектілерден үлкен деп есептейді". Шопенгауэрдің сөзіне қарағанда, ми жер бетіндегі нысандарды көлденең бағытта көруге және атмосфералық перспективаның оларға тигізетін әсеріне дағдыланған. Егер Ай аспандағы басқа нысандардың жанында деп есептелсе, онда ол көкжиекке жақындағанда алыстауы керек, бұл торлық бейненің кішіреюіне әкелуі тиіс. Бірақ оның торлық бейнесі көкжиекке жақын немесе алыс болғанда да шамамен бірдей болғандықтан, ми перспективаны өтеуге тырысып, төменгі Ай физикалық жағынан үлкен болуы керек деп санайды. 1962 жылы Кауфман мен Рок жүргізген кең ауқымды эксперименттер иллюзияның маңызды себебінің Понцо иллюзиясына ұқсас қашықтыққа қатысты белгілердің өзгеруі екенін көрсетті. Көкжиектегі Ай алыстағы жердің соңында, алыс ағаштармен, ғимараттармен және т.б. бірге орналасқан болып көрінеді, олардың барлығы оның алыста екенін көрсетеді, ал мұндай белгілер зениттегі Айдан жоқ. Көптеген басқа зерттеушілердің эксперименттері де сондай нәтижелерді көрсетті: атап айтқанда, үлкен қашықтыққа қатысты бейнелі белгілерді алып тастағанда, көкжиектегі Ай кішкентай көрінеді. Ал зениттегі Айға қашықтықты арттыратын бейнелі белгілерді қосса, ол үлкендей көрінеді. Көрінетін қашықтық теориясының бір кемшілігі - көкжиектегі Айды бірден үлкен және алыс деп қабылдайтындардың саны аз (шамамен 5%). Шындығында, көпшілік (шамамен 90%) көкжиектегі Айды зениттегіден үлкен және жақын деп санайды (Boring, 1962; Hershenson, 1982; McCready, 1965, 1986; Restle, 1970). Қалғандарының көпшілігі оның зениттегі Ай сияқты үлкен және бірдей қашықтықта көрінетінін айтады, ал кейбіреулері Айдың иллюзиясын сезбейді. Алайда, көкжиектегі Ай үлкендей көрінеді, бірақ зениттегіден жақын емес деген жауаптың себебі көрерменнің логикасы олардың қабылдауын шатастыруы мүмкін: көрермен Айдың физикалық жағынан алыстамайтынын білгендіктен, олар қабылдауды саналы түрде сезбейді. Бұл мидың қашықтықты және өлшемді саналы түрде қабылдамайтындығы туралы идеямен нығайтылады, себебі кеңістіктік саналылық - бұл сананың ішкі, торлық-қыртыстық танымдық процесі. Айдың қашықтығы туралы әртүрлі есептердің себебі қабылдаудан гөрі логикаға байланысты болуы мүмкін деген пікірге сәйкес, осы есептердегі айырмашылықтар жауап берудің бейімділігінен туындауы мүмкін. Бұл эффект классикалық Эббингхаус иллюзиясымен көрсетілген, онда шеңбер кішірек шеңберлермен қоршалғанда үлкен, ал үлкен шеңберлермен қоршалғанда кішкентай көрінеді.

Көру бұрышы гипотезасы

"Көру бұрышы" гипотезасына сәйкес, Ай иллюзиясы Айдың көтерілу бұрышындағы өзгерістерге байланысты бастағы көздердің орналасуындағы өзгерістер нәтижесінде туындайды. Бұл түсінік бұрын кең таралған болса да, қазір көбі қолдамайды. Шопенгауэр (1813) туралы жоғарыда айтылған. Уэйд Аристотельден басталатын Ай иллюзиясына қатысты тарихи сілтемелерді қысқаша баяндайды; Аристотельдің (б.з.д. ~330), Птолемейдің (~142, 150), Ибн әл-Хайтамның (Альхазеннің) (1083), Джон Печамның (~1280), Леонардо да Винчидің (~1500), Рене Декарттың (1637), Бенедетто Кастеллидің (1639), Пьер Гассендидің (1642), Томас Хоббстың (1655), Дж. Рохоның (1671), Николас Малебранштің (1674), Уильям Молиноның (1687), Дж. Уоллистің (1687), Джордж Берклидің (1709), Дж. Т. Дезагюльедің (1736), У. Портерфилдтің (1737), Р. Смиттің (1738), C. Н. Ле Каттің (1744), Д. Хартлидің (1749), Томас Янгтың (1807) және Карл Фридрих Гаусс (1830) есімдерін тізімдейді.