“月亮走，我也走”原因探析

[摘? ? ? ? ? ?要]? 當人們直視月亮前進或倒退時，月亮在人們眼睛視網膜上所成的實像變大或變小，但由于距離遙遠、實像大小變化不明顯，人們會誤以為實像大小不變、就有了 “月亮走，我也走”的怪異感受。當人們側視月亮前進或倒退時，月亮的實像在人們眼睛的視網膜上位置在移動，但由于距離遙遠、月亮的實像在視網膜上位置移動太慢，人們會誤以為實像相對于視網膜靜止，也就有了 “月亮走，我也走”的怪異感受。“月亮走，我也走”不是月亮相對人的運動，是由于距離遙遠、月亮在人視網膜上所成的實像大小變化不明顯或位置移動太慢而導致的視覺錯誤。

[關? ? 鍵? ?詞]? “凸透鏡”;實像;相對運動

[中圖分類號]? O43-4? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）26-0224-02

“小小竹排江中游，巍巍青山兩岸走”，這句歌詞唱出了相對運動的道理：人站在江中游動的竹排上，跟隨江中竹排相對兩岸的巍巍青山向前運動，而矚目兩岸的巍巍青山，卻感覺到兩岸的巍巍青山在向著江中竹排的后方運動。

從理論上講，江中竹排相對兩岸的巍巍青山向前的運動和兩岸的巍巍青山相對江中竹排向后的運動，快慢是相同的、方向是相反的。

一、怪異的“相對運動”

但是我們在夜晚散步時、抬頭遙望天空卻發現：我們往前走，月亮和星空不但不向后走、反而跟著我們也在往前走;我們往后退，月亮和星空不但不向前走、反而也在跟著我們往后退;我們前進或后退的速度變快時，月亮和星空也就前進或后退得更快，我們前進或后退的速度變慢時月亮和星空也就前進或后退得更慢，我們停止不動時月亮和星空也就停止不動了。月亮和星空與我們運動的快慢相同、方向也相同，月亮和星空運動的快慢和方向全由我們“操縱”，正好應驗了那句歌詞：“月亮走，我也走，我送阿哥到村口”。“月亮和星空”相對我們的運動、與兩岸的巍巍青山相對江中竹排的運動形成了鮮明的對比，是不合乎常規的、怪異的“相對運動”。

二、揭秘“月亮走，我也走”

云南省昆明市第一中學的楊習志、楊蒲英兩位老師在《物理教師》雜志2015年第3期發表的《為何“月亮走，我也走”》一文中說：人眼反應時間是0.042s，人眼最小分辨角是4.6×10-5rad，人走路時月亮相對地面的角速度是7.3×10^-5rad/s，遠小于1.1×10^-3rad/s，人眼會誤以為月亮相對于人是靜止的。湖南省郴州市第五中學的聶登福老師在《科學教育》雜志2007年第1期發表的《為何月亮走我也走？》一文中說：人類裸眼視力不能分辨小于1分的角度變化，“月亮走，我也走”是觀察者連續觀察月亮時產生的錯覺。河北省邢臺市教委閆立新老師在《物理通報》雜志1999年第3期發表的《“月亮走，我也走”簡釋》一文中說：人的視覺范圍呈錐形，近處物體在人的視網膜上停留的時間短，遠處物體在人的視網膜上停留的時間長，月亮遙掛于天空，始終處于視覺范圍內，我們就覺得月亮和我們相對靜止的。幾位老師從不同角度都解釋了“月亮走，我也走”這一現象，筆者對此也有個人的看法。

看著從近處走遠的行人，我們會感受到行人在走遠中變得越來越小，透過跳動的火焰觀看火焰后的人或物體，我們會感受到人或物體隨著火焰在跳動。這說明我們的眼睛對物體的直接感受是物體在眼睛視網膜上所成實像的大小變化或在視網膜上的位置移動。

在視覺的形成過程中，人眼的角膜和晶狀體整體相當于一個凸透鏡，在圖1中用橢圓表示這個“凸透鏡”，用線段EG表示“光屏”（視網膜）上的一部分。

視月亮前進或倒退時，月亮的實像在我們眼睛視網膜上的位置在移動，但由于距離遙遠、月亮的實像在視網膜上位置移動得太慢，我們會誤以為實像相對于視網膜靜止，也就有了“月亮走，我也走”的怪異感受。

“月亮走，我也走”不是月亮相對人的運動，而是由于距離遙遠，月亮在人視網膜上所成的實像大小變化不明顯或位置移動太慢而導致的視覺錯誤。

三、古人對相對運動的感受

“飛花兩岸照船紅，百里榆堤半日風，臥看滿天云不動，不知云與我俱東”，這是北宋詩人陳與義對相對運動的感受。楊習志、楊蒲英兩位老師在《物理教師》雜志2015年第3期發表的《為何“月亮走，我也走”》一文中說：云可能相對地面不動或以較小速度向西運動，由于云距離地面太遠，看著云走路，也會有云跟著人走的感覺，只要船的速度不是很快，船上的人是無法感覺到相對地面靜止的云相對船上人在動。

有首歌中唱道：“月亮在白蓮花般的云朵里穿行，晚風吹來一陣陣快樂的歌聲。”當我們仰望有云的夜空時，有時的確會發現月亮在云朵里“穿行”，而且可能很快，方向飄忽不定。月亮的 “穿行”揭示了云的漂移，說明如果沒有月亮或星空做參照物，我們人眼很難發現云在夜空中運動。同樣的道理，在白天即使云相對地面向東運動，在天空中找不到相對地面幾乎不動的參照物時，人仰望天空可能短時間內也發現不了云相對地面在運動。詩人隨船相對地面向東運動，也可能在天空中找不到相對地面幾乎不動的參照物，發現不了云相對地面的運動，感受到的是云和天空在自己視網膜上所成的實像大小幾乎不變和位置幾乎不移動，“臥看滿天云不動”的情形可能是“‘天空‘白云俱向東”。

“滿眼風波多閃灼，看山恰似走來迎。仔細看山山不動，是船行。”這是又一位古人對相對運動的感受。而當我們走向遠處的山峰時，我們沒有“走來迎”的感受，反而感受到“山峰被我們追著走”。“看山恰似走來迎”一定是詩人處在離山壁較近的地方時、山壁在人眼視網膜上所成實像明顯地越來越大的感受。

參考文獻：

[1]姚啟鈞.光學教程[M].北京：高等教育出版社，1981.

[2]楊習志，楊蒲英.為何“月亮走，我也走”[J]，物理教師，2015（3）.

[3]聶登福.為何月亮走我也走？[J].科學教育，2007（1）.

[4]閆立新.“月亮走，我也走”簡釋[J].物理通報，1999（3）.

◎編輯 薛直艷

作者簡介：宋興會（1968—），男，陜西岐山人，本科，中學高級教師，研究方向：中學物理教學。