有一首有名的民歌叫做《月亮走我也走》,那么,為什么說(shuō)月亮走,我也走呢?
夜晚的月亮似乎總是跟著我們走,一直陪伴著我們,照亮夜路。很多人都知道,當(dāng)我們向前運(yùn)動(dòng)時(shí),周?chē)奈矬w應(yīng)該是相對(duì)于我們向后運(yùn)動(dòng)才對(duì)。 那么,到底是什么原因造成了“月亮走,我也走”這種現(xiàn)象呢?又是在什么樣的條件下才會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?
在物理學(xué)中,我們把一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體的位置變化叫做相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在我們研究問(wèn)題的短時(shí)間、小范圍內(nèi),月球繞地球公轉(zhuǎn)的距離可以忽略不計(jì),可以認(rèn)為月亮相對(duì)與地面及地面靜止的物體是靜止的。那么,在人前行時(shí),以人本身為參照物,月亮應(yīng)該是向后退,而非跟著人走。
因此,要解釋月亮跟著人走的現(xiàn)象不僅需運(yùn)用物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,還應(yīng)考慮到視覺(jué)效應(yīng)。
我們之所以能看到物體相對(duì)于自己發(fā)生了移動(dòng),是因?yàn)楫?dāng)物體相對(duì)于我們發(fā)生運(yùn)動(dòng)時(shí),它的反射光線(xiàn)進(jìn)入眼睛的角度會(huì)發(fā)生變化,而且角度變化得越快,我們看到的物體運(yùn)動(dòng)得就會(huì)越快,我們把這個(gè)角度差叫做視角差。人的眼睛有個(gè)反應(yīng)時(shí)間,如果物體在反應(yīng)時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的視角差小于原視角差時(shí),人的眼睛就會(huì)認(rèn)為物體相對(duì)于自己是靜止不動(dòng)的。
而且,人看到的物體大小和運(yùn)動(dòng),與物體在人眼的視網(wǎng)膜上所成像的大小和位置變化有關(guān)。同樣大小的物體,離人越遠(yuǎn),在視網(wǎng)膜上的成像越小,看上去也就越小。如果眼前物體在視網(wǎng)膜上所成像的大小和位置沒(méi)有發(fā)生變化,人便會(huì)覺(jué)得該物體相對(duì)于自己是靜止的。
當(dāng)人前進(jìn)時(shí),在短時(shí)間內(nèi),距離我們甚遠(yuǎn)的月亮反射的光在人眼的視網(wǎng)膜上所成像的大小、位置都幾乎不會(huì)變化。這樣,大腦根據(jù)長(zhǎng)期的生活經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為月亮與人是相對(duì)靜止的。因此,無(wú)論人是停下來(lái),還是行走,走得快,還是走得慢,看到的月亮都是與自己相對(duì)靜止的。人走路時(shí)若以經(jīng)過(guò)的一棵樹(shù)作為參照物,那么當(dāng)人看到自己走過(guò)這棵樹(shù)時(shí),便會(huì)覺(jué)得月亮也跟著自己走過(guò)這棵樹(shù)了。
這便是所謂的“月亮走,我也走”的原因了。