水中月亮為何顯得比天上的大

王恒

唐代詩人孟浩然的《宿建德江》，描述了舟泊暮宿江邊夜景。其中“野曠天低樹，江清月近人”這句詩，不僅借景抒情寫出了詩人的愁苦心情，也展現了詩人對大自然現象的細致觀察。其實，詩人眼里的這一切，都是由視覺的錯覺產生的。

詩人站在船頭，放眼向水平方向天地相交的地方望去，近處的樹木、遠處的天空歷歷在目。地平線是地面與天空的分隔線，那里的天空卻在近處的樹木之下，這種現象只有在曠野上才能看見。這與人眼看物體時形成的視角有關。視角是觀察物體時，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，則視角越小（正常眼能區分物體上的兩個點的最小視角約為1分）。近處的樹木距離觀察者近，視角就大，因此就顯得大些，遠處的物體離觀察者遠，視角就小，顯得就小些。于是就形成了“野曠天低樹”的景象。遠處的天空比近處的樹林還要低，給人一種壓抑的感覺。

把目光收回來，詩人望著倒映在清澈江水中的月影，又有了新的感覺——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，兩者對于鏡面是對稱的。也就是說，物體和它的像，左右位置是倒置的。既然物和像是鏡面對稱的，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該等于月亮離江面的真實距離——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有那么遠的距離？原來，平面鏡所成的像是一種虛像。確實有光線通過而形成的像叫實像，在照相機底片上成的像就是實像。鏡面反射光延長線相交而成的像叫虛像。在虛像的位置并沒有光線通過，我們之所以感到那里有一個像，這是眼睛的視覺效應所引起的。這樣一來，天空中的月亮和江中的月亮是一樣大的。

既然如此，為什么還會有“江清月近人”的視覺呢？這是由于人判斷一個物體的大小會與人們注視的物體所處的環境有一定關系。當與周圍的景物對比時往往會產生一些錯覺。月亮在天空中我們將它與廣闊的天穹相對比，這樣月亮就顯得小了。當月亮倒映在江水中時，月亮的倒影就落到了一個特定的環境中了，江中的船、江岸以及岸上的樹木、房屋都成了水中月亮周圍的景物，與這些景物相比，月亮就顯得大起來了。

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

（源自“科普時報”）責編：馬京京