“我走，月亮跟著走”錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象分析

林向榮

前一段時(shí)間，關(guān)于“我走，月亮跟著走”的錯(cuò)覺(jué)現(xiàn)象在湘版小學(xué)科學(xué)QQ群里面有了一些爭(zhēng)議。究其原因，可能是由于不少教師沒(méi)有真正理清參照物的概念，而將“我走，月亮跟著走”這個(gè)錯(cuò)誤推斷當(dāng)作了客觀真實(shí)。有些教師還以此來(lái)給學(xué)生做命題，那就更不合適了。如此，教師不是引領(lǐng)學(xué)生站在參照物上去想象觀察結(jié)果、客觀描述運(yùn)動(dòng)，而是強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)選擇參照物時(shí)以所謂的“眼見(jiàn)為實(shí)”（自己置于參照物之外）去直覺(jué)判斷的錯(cuò)誤方式。從目前現(xiàn)狀來(lái)看，不少教師都沒(méi)有弄清楚這一問(wèn)題，更何況學(xué)生呢？

視錯(cuò)覺(jué)的三種情形

1.我與月亮是相對(duì)靜止的

我邊走邊透過(guò)紙筒看月亮（去除干擾變量），參照物是我，看到的情形是月亮相對(duì)我靜止?？陀^實(shí)際是由于我與月球的距離遙遠(yuǎn)（36.3萬(wàn)～40.5萬(wàn)千米），而我移動(dòng)的這點(diǎn)距離相對(duì)于我與月球間的距離來(lái)說(shuō)過(guò)于渺小，造成月亮在我眼中移動(dòng)的角速度（單位時(shí)間轉(zhuǎn)過(guò)的角度）幾乎為0，從而產(chǎn)生月亮相對(duì)我不動(dòng)的錯(cuò)覺(jué)。

但是，我在地上行走，會(huì)有自我感知，知道自己在走，便會(huì)在頭腦中想象推斷出月亮也在跟我走的現(xiàn)象（其實(shí)并未看到）。

此情形分析的關(guān)鍵還不是參照物，僅僅是分析我與月亮相對(duì)靜止的視錯(cuò)覺(jué)原因。

2.我坐在行駛的火車(chē)上看路旁的樹(shù)和月亮

真實(shí)的感覺(jué)是，我看到火車(chē)從樹(shù)旁呼嘯而過(guò)，也看到了月亮在樹(shù)梢一掠而過(guò)。

如果以樹(shù)為參照物，你如何描述火車(chē)和月亮的運(yùn)動(dòng)情況。物理學(xué)上的客觀描述就是：月亮不動(dòng)，火車(chē)在運(yùn)動(dòng)（我也在運(yùn)動(dòng)）。

如果以車(chē)或我為參照物，月亮相對(duì)我靜止（視角變化無(wú)法感知，可忽略，形成錯(cuò)覺(jué)），樹(shù)相對(duì)我在后退，樹(shù)相對(duì)我的位置發(fā)生了變化。眼睛的實(shí)際觀察結(jié)果告訴我“月亮不動(dòng)，樹(shù)在后退”。這里，月亮走不是直接觀察到的，而是靠想象推斷得出的，此時(shí)人的依據(jù)有兩點(diǎn)：

（1）知道樹(shù)不會(huì)動(dòng)，我隨車(chē)相對(duì)于樹(shù)是在向前運(yùn)動(dòng)。

（2）潛意識(shí)地誤以為，以樹(shù)作參照物觀察的客觀結(jié)果與前面以我作參照物的觀察結(jié)果是相同的。

結(jié)果便是：我現(xiàn)在看到了樹(shù)相對(duì)于月亮在向后退，那是以我為參照物的情形下看到的。切換到以樹(shù)為參照物的時(shí)候，而又錯(cuò)位地用相對(duì)參照物運(yùn)動(dòng)的我的觀察結(jié)果為依據(jù)，推斷的結(jié)果當(dāng)然與客觀真實(shí)不相符（以樹(shù)為參照物，人站在樹(shù)旁觀察，車(chē)向前運(yùn)動(dòng)，月亮沒(méi)動(dòng)）。

3.月亮不是跟著你一個(gè)人走

同一地點(diǎn)，幾個(gè)人同時(shí)往不同方向走，每人都會(huì)感覺(jué)月亮跟著自己走。以同一個(gè)參照物（例如一棵樹(shù)），描述不同的人，走向當(dāng)然不同，但此同一參照物下描述的月亮也會(huì)隨不同的人走，則不符合事實(shí)了。同一地點(diǎn)，幾個(gè)人同時(shí)往不同方向走，每人都會(huì)感覺(jué)月亮跟著自己走，是由于都將自己作為參照物而得到的觀察結(jié)果。

每個(gè)人都看到月亮與自己相對(duì)靜止（視錯(cuò)覺(jué)）、月亮和我一起走過(guò)了某棵樹(shù)。然后，每個(gè)人都不經(jīng)意切換參照物（沒(méi)有意識(shí)到眼睛的觀察映象是以運(yùn)動(dòng)的我為參照物的），潛意識(shí)中再想象，將“以自己為參照物的觀察結(jié)果”代替了“以樹(shù)為參照物的觀察結(jié)果”。

但實(shí)際上，以樹(shù)為參照物，站在參照物上的客觀結(jié)果不是這樣的（人在運(yùn)動(dòng)，月亮不動(dòng)）。

錯(cuò)覺(jué)分析

當(dāng)描述對(duì)象和自己想象的參照物都在自己的視野內(nèi)，所謂“眼見(jiàn)為實(shí)”的潛意識(shí)誤導(dǎo)著觀察者，以為眼睛看到的現(xiàn)象就是物體相對(duì)參照物運(yùn)動(dòng)的情況。其實(shí)觀察者與參照物有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察結(jié)果和相對(duì)參照物的客觀運(yùn)動(dòng)是不同的，這時(shí)就容易出現(xiàn)錯(cuò)覺(jué)或錯(cuò)誤判斷。

物理學(xué)中，描述物體相對(duì)參照物的運(yùn)動(dòng)情況，都是將自己置于參照物上，讓觀察結(jié)果與客觀事實(shí)相符。自己與參照物相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，自己的觀察結(jié)果往往與相對(duì)參照物的描述結(jié)果不同。例如對(duì)月亮、云的觀察：

以云為參照物（想象中站在云上觀察），月亮相對(duì)于云在運(yùn)動(dòng)。然而，云雖然相對(duì)于我在運(yùn)動(dòng)，但站在地上以云為參照物實(shí)際觀察時(shí)，我們一般是讓眼睛視線(xiàn)盯住移動(dòng)的某塊云，一般不會(huì)感覺(jué)到你的眼球隨云的移動(dòng)而移動(dòng)。月亮雖然相對(duì)我未動(dòng)，但進(jìn)入我的視線(xiàn)的視角因視線(xiàn)移動(dòng)會(huì)相對(duì)變化，我們會(huì)把盯著云的眼球，調(diào)整視線(xiàn)，便會(huì)感覺(jué)月亮在云上運(yùn)動(dòng)。

以月亮為參照物觀察云，月亮和我相對(duì)靜止，只要視線(xiàn)盯著月亮，云的視角便會(huì)變化，從而判斷云相對(duì)于月亮在運(yùn)動(dòng)。

遷移應(yīng)用

1.“小小竹排江中游， 巍巍青山兩岸走”，怎樣選擇參照物

第一種情況，選擇青山、江岸或江岸站立的人為參照物，竹排在江中游。第二種情況，選擇竹排或站在竹排上的人為參照物，巍巍青山兩岸走。一種是青山、兩岸都在走（初中就是考查這一點(diǎn)）;一種是青山相對(duì)兩岸在走，兩岸近、青山遠(yuǎn)，兩者相對(duì)人的角速度不同，產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)以為青山相對(duì)于兩岸在運(yùn)動(dòng)——潛意識(shí)以為看到兩岸與青山的比對(duì)結(jié)果，就是選兩岸為參照物青山相對(duì)運(yùn)動(dòng)的客觀結(jié)果，選擇兩岸為參照物，想象推斷竹排上的人看到的現(xiàn)象，這就類(lèi)似“月亮走，我也走”的問(wèn)題了（初中不會(huì)考這一點(diǎn)）。巍巍青山兩岸都在走是以竹排或竹排上的人為參照物的。

2.“月亮在云中穿行，彩云從月亮邊飄過(guò)（彩云追月）”，怎樣選擇參照物

彩云從月亮邊飄過(guò)（彩云追月），以月亮為參照物，人不動(dòng)，人與月亮相對(duì)靜止，觀察到彩云靠近月亮的現(xiàn)象與以月亮為參照物彩云相對(duì)月亮的運(yùn)動(dòng)情況事實(shí)相符。月亮在云中穿行，是以云為參照物，但人不動(dòng)，人與參照物有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，人看到的現(xiàn)象與以云為參照物客觀描述的結(jié)果會(huì)有所不同。

總結(jié)與拓展

科學(xué)觀察與研究，往往要盡量除去人的主觀影響，尋找客觀規(guī)律，甚至測(cè)量都要減少測(cè)量工具對(duì)被測(cè)對(duì)象的干擾和影響。研究運(yùn)動(dòng)時(shí)，站在參照物上觀察便是如此。

人與參照物相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，以人的視野內(nèi)的某物為參照物，大多潛意識(shí)認(rèn)為描述對(duì)象相對(duì)參照物的運(yùn)動(dòng)情境與看到的現(xiàn)象是一樣的，沒(méi)有意識(shí)到看到的現(xiàn)象是選擇了人眼為參照物，再選擇視野中的物體作參照物描述視野中的其他物體，偷換了參照物后觀察到的運(yùn)動(dòng)情況與先前所看到的現(xiàn)象不同，即看到的不是客觀真實(shí)的相對(duì)參照物運(yùn)動(dòng)的情形。

描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，沒(méi)有區(qū)分觀察者、參照物、描述對(duì)象三者之間的關(guān)系，混淆物體相對(duì)參照物的運(yùn)動(dòng)情況和看到的現(xiàn)象，這可能是很多人的通病?！拔易撸铝粮摺闭菙U(kuò)大了觀察者的影響，參照物在我與樹(shù)之間轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致觀察結(jié)果與客觀事實(shí)不符。

引申提一個(gè)問(wèn)題：坐在火車(chē)上的人，看到近處的樹(shù)向后運(yùn)動(dòng)得快，遠(yuǎn)處的樹(shù)和房子向后運(yùn)動(dòng)逐漸變慢，更遠(yuǎn)的山好像跟著火車(chē)前移。怎么解釋?zhuān)?/p>

湖南省湘潭市教育技術(shù)研究室（411100）