Mėnulis yra didelis ir mažas • Raul Nachmanson-Kulish • Mokslo-populiarios užduotys "Elementai" • Astronomija

Mėnulis yra didelis ir mažas

Užduotis

Manau, kad daugelis skaitytojų žino įdomų reiškinį: Mėnulis, kuris yra arti horizonto, atrodo daug didesnis ("su vario baseinu"), nei tada, kai jis yra didelis danguje ("su plokštele"), o atrodo, kampinis Mėnulio dydis (ir todėl erdvė, užimta Mėnulio vaizdu į akies tinklainę) priklauso tik nuo jo skersmens ir atstumo tarp jo ir Žemės, todėl, kai aukštis virš horizonto pasikeičia, jis iš esmės nepasikeičia. Kokie yra Ar jūs hipotezės paaiškinsite šį reiškinį ir kurie iš jų stebėjimų ir eksperimentų, ar galėtumėte pasiūlyti pasirinkti tinkamiausias iš šių hipotezių?


1 patarimas

Visų pirma, teiginys, kad kampinis Mėnulio dydis praktiškai nepriklauso nuo aukščio virš horizonto, mes gavome spekuliatyviai. Būtų gerai patikrinti šį eksperimentą. Kaip galėtum tai padaryti?


2 patarimas

Vienas iš dažniausiai aptariamo reiškinio paaiškinimų yra tai, kad mes vizualiai lyginame Danguje esantį Mėnulį su medžių šakomis, esančiomis 10-20 metrų atstumu nuo mūsų ir arti horizonto su dideliais objektais, kurie yra pašalinami: sveiki medžiai, namai, kalnų viršūnės . Ar yra būdas įsitikinti, ar tai tiesa?


3 patarimas

Viena iš hipotezių sako, kad dangus mums atrodo ne pusašė su centru mūsų akyse, bet labai išlenktas kupolas, beveik plokščias viršuje ir lėtai nusileidžia į horizontą. Tai ypač pastebima stebint debesus, paukščių pulkus ir panašius objektus, kurių horizontali vieta ir judėjimas yra akivaizdus bet kuriam asmeniui. Bet kas nors? Ar įmanoma atlikti eksperimentą su žmogumi, turinčiu kitokį, kitokį negu intuityvesnes idėjas, kurias daugelis iš mūsų turi apie dangaus formą?


Sprendimas

Problema, apie kurią kalbama, buvo žinoma nuo senovės ir vadinama "mėnulio iliuzija". Yra keletas hipotezių, paaiškinančių šį reiškinį, tačiau nė vienas iš jų nėra galutinis.

Siekiant patikrinti, ar kampinis mėnulio dydis beveik nepriklauso nuo aukščio, patogiausia naudoti tokį prietaisą kaip teodolitas ar optinis matymas, kuriame nuotolinio objekto įvaizdžiui yra aiškiai matoma rizika. Jei nėra nei vieno, nei kito, galite paimti linijinį arba medinį lentyną, kurio ilgis 50-80 cm, skaidrus plėvelės gabalas (pavyzdžiui, iš pakuotės), plona žymė ant plonos plokštelės priklijuokite ir priklijuokite prie rulono ar juostos galo (pav. 1, a).Taip pat galima naudoti mažus nagus, juos įmaišius mažu intervalu iš viršaus viršuje (1 pav., B).

Pav. 1.

Naudojant tokį paprastą prietaisą lengva patikrinti, ar horizontalus kampinis mėnulio dydis išlieka maždaug pastovus, nepriklausomai nuo aukščio virš horizonto. Kad būtų visiškai tiksli, reikėtų pažymėti, kad tuo pačiu metu, kai du stebėtojai žiūri į mėnulį, bet pirmą kartą jis bus jo zenith (ši situacija yra įmanoma tropikų), o antrasis – horizonte, tada dėl Pirmojo stebėtojo sferiškumas Žemėje bus arčiau mėnulio, kuris yra maždaug lygus Žemės spinduliui, o tai reiškia, kad mėnulio kampinis skersmuo jam bus dar didesnis – apie 1,6%. Bet kadangi tas pats asmuo vienu metu negali stebėti Mėnulio iš dviejų taškų vienu metu, šį poveikį sunku laikytis.

Vertikaliai kampinis Mėnulio skersmuo bus dar mažesnis dėl atmosferos refrakcijos. Jei žiūrėsite į mėnulį horizonte, pastebėsite, kad jis atrodo lygus.

Taigi mes paneigėme hipotezę, kad tikrasis Mėnulio dydžio sumažėjimas kyla virš horizonto. Ko mes palikome?

Patarimas 2 paaiškinasusijęs su tuo, kad mes palyginame matomą Mėnulio dydį su faktiniu objekto, esančio artimoje jo apačioje, objektais ar objektais, esančiais ant jo fono (2 pav.). Tai vienas iš populiariausių paaiškinimų ir dažnai minimas literatūroje kaip vienintelis teisingas. Bet ar tai?

Pav. 2

Norėdami išbandyti šią hipotezę, turite sukurti sąlygas, kurioms matyti Mėnulis, tačiau nėra jokių žinomų dydžių objektų. Tokios sąlygos yra gana įmanomos, pavyzdžiui, skrendant lėktuvu per tankų debesų lauką. Tačiau pasirodė, kad tokiomis sąlygomis išlieka iliuzija. Be to, daugelis žmonių pažymi, kad, žvelgiant žemyn į gana stačią kampą iš aukštybinio pastato balkono, žemiau esantys objektai (žmonės, automobiliai, pastatai ir tt) atrodo nenatūraliai maži, žaislas, nepaisant to, kad mums žinoma šių objektų dydis yra žinomas. Tas pats poveikis yra lengva stebėti, kai orlaivis nusileidžia, kai akivaizdus oro uosto įrenginių dydis po atskyrimo nuo kilimo ir tūpimo tako pradeda mažėti tiesiog akimis.

1940-aisiais "Boring" pasiūlė paaiškinimą, pagal kurį, kai Mėnulis yra arti zenito, sustiprėjimo noras yra stipresnis (optinių ašių konvergencija, žr.Konvergencija) yra akis, o stipresnė akių konvergencija atitinka mažesnį atstumą, kuriuo pagrįsta binokulinė regėjimas. Atrodo, kad kelios eksperimentai patvirtina šią hipotezę. Visų pirma, viename iš eksperimentų objektai pastebėjo, kad mėnulyje guli ant nugaros. Kai mėnulis buvo savo zenito, jiems nereikėjo grąžinti galvų ir jiems atrodė, kad mėnulis buvo didesnis, o kai mėnulis atsidūrė horizonte, kad, norint jį stebėti, reikėjo grąžinti galvą, atrodė mažiau. Šie faktai kalba prieš Boringo hipotezę:

  • Jei akys, žvelgdamos į mėnulio zenitą, susilieja, mėnulio vaizdas pasidaro dalijamasi. Tai nėra laikomasi.
  • Žmonės, kurie pamiršo vieną akį ankstyvame amžiuje, ypač prieš gimdymą, vis dėlto susiduria su mėnulio iliuzija.
  • Didžiojo mėnulio iliuzija sparčiai mažėja, net jei santykinai nedidelis mėnulio aukštis virš horizonto, kai vis dar nėra noras suartėti.

Paskutinė iš trečiųjų hipotezių (žr. Trečiąją užuominą), kurią pateikė Graikijos astronomas Cleomedas (tariamai gyvenęs pirmajame amžiuje AD), rodo, kad stebėdami dangaus objektus mes instinktyviai kompensuojame perspektyvinius iškraipymus. Šiuo atveju dangiškasis kupolas mus suvokia ne kaip pusrutulį, bet kaip labai išlenktą elipsoidą (3 pav.).Tas pats kampinis skersmuo suplanuotas įvairiose dangaus dalyse su subjektyviai skirtingais atstumais, taigi ir akivaizdus dydžio skirtumas. Ši teorija aiškiai aiškina, be kitų dalykų, stebint mėnulio iliuziją, skrendant virš debesų, nesant orientyrai. Tačiau tai prieštarauja "Boring" duomenims apie gulintis ant nugaros. Nepaisant to, dabar ši hipotezė atrodo tinkamiausia.

Pav. 3

Asmeniškai norėčiau pridėti "Boring" hipotezės stipriąsias į Cleomed hipotezę. Mano požiūriu, kiekvienas iš mūsų turi intuityviojo atstumo suvokimo modelį, orientuotą į horizonto liniją. Be to, šio modelio viršutinė dalis (suplotos kupolo) turi būti papildyta apatine dalimi – plokščiu horizontaliu paviršiumi mūsų kojų lygyje. Tai gerai paaiškins akivaizdų objektų miniatiūrizaciją, pastebėtas gerokai žemiau. Kai mes stebime gulintį, intuityvus mūsų suvokimo kupolas sukasi lyginant su tikru horizontu, o rezultatai atitinkamai keičiasi.

Laukiant 3, buvo klausiama apie galimybę atlikti eksperimentą su žmogumi, turinčiu idėjų apie dangaus formą, išskyrus daugumą iš mūsų.Akivaizdu, kad toks žmogus nuo ankstyvo amžiaus turi gyventi gana uždarose erdvėse, kai dangus mato labai retai, ypač kitose kryptyse nei zenitas. Tokiomis sąlygomis gyvena tankus atogrąžų miškų genčiai – pigmejai, selvos indai, papuankių dalis. Gausus medžių dangalas ir stora lapija, užkertanti kelią tolimam vaizdui visomis kryptimis, veda prie skirtingo suvokimo modelio formavimo, labiau išplėsto aukštyn, kuris teoriškai turėtų užkirsti kelią Mėnulio iliuzijai tokiuose žmonėse.


Po žodžio

Ši užduotis yra ne tiek astronomijos, tiek psichofiziologijos, o mokslo metodologijos. Tam tikro reiškinio tyrimas ir hipotezė apie jo priežastis, mes visada turėtume:

1) Nurodykite faktus (pastebėjimus, anksčiau atliktus eksperimentus), kurie paaiškinami mūsų hipotezėje.

2) Ieškokite faktų, prieštaraujančių mūsų hipotezei, ir, jei jos egzistuoja, pakeisite mūsų hipotezę, kad jos neprieštarautų, neišmesti kaip netinkamos ar rasti atitinkamų pastabų ar eksperimentų metodologijos klaidą.

3) Nurodykite reiškinius, kurių nebuvo laikomasibet turėtų būti laikomasi pagal mūsų hipotezes, taip pat eksperimentus, kurie galėtų jį patvirtinti ir nustatyti tam tikrus jo parametrus (pvz., konstantų skaitinę vertę).

4) Nurodykite eksperimentus, kurie galėtų paneigti mūsų hipotezes.

Pirmosios sąlygos nesilaikymas lemia hipotezę spekuliacinę. Mokslei būdingi atvejai, kai vėliau grynai spekuliacinės teorijos pasirodė naudingos. Tai ypač pasakytina apie matematiką, kurio daugelį sričių praktinis taikymas buvo tik šimtmečius po pirmųjų darbų. Ir vis dėlto nedidelis straipsnis, kuris siūlo protingą faktinės problemos sprendimą, pagarsės jums daug labiau sąžiningai ir greičiau, nei sostinės darbo dėl veislinių sferinių arklių ypatumų vakuume, priklausomai nuo Saturno žiedų atidarymo.

Antroji sąlyga formaliai nereikalinga, nes faktai, prieštaraujantys jūsų hipotezei, gali nebūti, net jei jūs jų nenagrinėjote. Tačiau neįmanoma tikėtis tokio sėkmės, ir atidžiai įgyvendinus šią taisyklę bus sutaupyta daug energijos ir nervų, nes nėra nieko labiau įžeidžiančio nei skelbti darbą, kurį nedelsiant paneigtų budrūs kritikai neginčytinų argumentų pagalba, apie kurią jūs tiesiog buvo pernelyg tingus ieškoti.

Trečioji sąlyga dažnai laikoma svarbiausia. Neigdami jo reikšmės, atkreipkite dėmesį, kad bet kuris eksperimentas, net jei jis visiškai neprieštarauja teorinėms prognozėms, griežtai tariant, teoriją neįrodo, tai tik nepaneigia ji Nėra visiškai tikslių teorijų (jei ne kalbėti apie gryną matematiką), kiekviena turi savo taikomumo ribas, ir jūs galite manyti, kad jums labai pasisekė, jei jūsų hipotezė neužmirštama per šimtą metų, bet išliks moksle kaip ypatingas naujojo, tiksli ir bendra teorija.

Ketvirta būsena gali atrodyti kaip trečioji galimybė. Iš tiesų, eksperimentas, kuris suteikia vienareikšmišką rezultatą – ar teorijos prognozė yra teisinga (leistinų paklaidų ribose) arba yra iš esmės neteisinga, atitinka abi sąlygas.

Tačiau daugelis mano, kad ketvirtosios sąlygos laikymasis yra dar svarbesnis už pirmųjų trijų laikymąsi. Hipotezė gali arba negali būti tiesa, bet norint ją laikyti moksline, ji turi būti leidžiama eksperimentiniu būdu paneigti. Pirmą kartą šis kriterijus buvo pateiktas Austrijos filosofo Karlo Popperio ir buvo vadinamas falsifikaciniu kriterijumi (dažnai vadinamas Popperio kriterijumi arba principu autoriaus garbei).Jei negalima paneigti kai kurių teiginių (pvz., Kad mes ir visas mūsų pasaulis buvo sukurti šį rytą taip, kaip jie yra, ir mes svajojome apie tolimiausią praeitį arba sakome, kad Egipto piramidės padėjo kurti ateivius), tada ji yra neprotinga.

Nežinomos teorijos pavyzdys yra psichoanalizė, sukurta popperiu, tautiečiu Sigmundo Freudu. Šio, be abejonės, didelio mokslininko ir mąstytojo vertingų pastabų ir įdomių prielaidų yra daugybė, tačiau psichoanalizėje nėra nieko – galimybės eksperimentiniu būdu paneigti. Neįmanoma išbandyti eksperimento, nes vienas iš rezultatų, kurį palaikė "Freudas", pasakytų: "Taip, tai, kas atsitiko, prieštarauja psichoanalīzei". Nepriklausomai nuo eksperimento rezultato, psichoanalitikas pateiks paaiškinimą.

Jei tam tikra teorija gali paaiškinti kokį nors bet kurio eksperimento rezultatus, tokia teorija iš tiesų turi nulinį nuspėjamąjį gebėjimus, nes ji negali atmesti tam tikrų rezultatų, prieštaraujančių tai. Ir kadangi teorija negali prognozuoti nieko, ji neturi mokslinės ir praktinės reikšmės.Šis paprastas vertinimas leidžia Popperio testą padaryti naudingą.


Like this post? Please share to your friends:
Parašykite komentarą

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: