「这个新理论是什么？」退休了很久的纽约大学认知心理学家劳埃德·考夫曼（Lloyd Kaufman）这样问我。在他舒适的家庭办公室里，我们坐在木质办公桌后面。在旁边的蒲团上，一沓他写的关于月亮错觉的论文刚打印出来，等着我读。我觉得开始我们对话的最好方式就是询问他对最新一篇论文的看法。这篇论文声称自己解释了上千年来人们难以解答的困惑——为什么月亮靠近地平面时看起来比在天顶时要大？
他迅速探向他的IMac, 斜着脑袋开始读我提供的这篇刊登在《麻省理工科技评论》上的文章。我本以为在他阅读的期间，我可以好好欣赏从他位于花卉公园28层的公寓俯瞰出去的纽约市风景，没想到还没有半分钟，他就告诉我说：「好吧，这篇文章显然是错误的。」
这并不是我的理论，但当我听到他的评价时还是非常吃惊。文中的理论来自于宾州萨斯奎哈纳大学两位研究者，一位是本科生约瑟夫·安东尼亚德斯（Joseph Antonides），另一位是电脑科学家敏郎久保田（Toshiro Kubota）。他们创建了一个天空与地平线连接在一起的模型，并把月亮放置其中，好让月亮挡在天空的前面。因为我们的深度知觉让我们觉得月亮比地平线更远，所以我们陷入了一种两难的认知局面。大脑为了解决这个两难局面，就创造出月亮在地平线看起来比实际更大的假象。
「这绝对是错误的！」他告诉我说：「如果你只有一只眼睛，也能看到这个错觉。太天真了！」（译者注：考夫曼的意思是，深度知觉需要两只眼睛才能形成，所以如果一只眼睛也能产生月亮错觉，那肯定和深度知觉没关系。）
月亮错觉的概念有点像科学史上的黄粱一梦二十年。与其他的天文学谜题不同，「月亮错觉在无数次物理理论变革和科学前沿概念的变迁中依旧顽固地保留了下来。」罗格斯大学的哲学家弗朗西斯·伊根（Frances Egan）如是说。
最早关于月亮错觉的记载是在3000年前，用楔形文字刻在一块泥版上，当时被存放在尼尼微的皇家图书馆中。之后，在公元2世纪，古希腊天文学家托勒密解释说这是被大气中水分和杂质放大后的结果。他写道：「这就好比水中的物体看上去被放大了一样，浸入的深度也仿佛增大了。」因为他神圣的权威，这种物理解释或者说这种「折射解释」在之后的1000年里都没有受到过质疑。可惜的是，他同时还提出了一种生理学解释，但被人们淡忘，直到牛顿时代的到来。
旧金山金门大桥延时拍摄的多张月亮照片，摄像头没有被月亮幻觉所愚弄，照片中的月亮保持相同大小。
今天，这个生理学解释被称为「注视角」假说（angle-of-regard hypothesis）。注视角指的是我们的眼睛（或者头部）与地平线所成的角度。基于我们视觉系统的生理结构，眼睛越往上看，看到的事物就越小。注视角假说在托勒密时代之后一直被人遗忘，直到1709年，爱尔兰哲学家乔治·贝克莱（George Berkeley）在同勒内·笛卡尔（René Descartes）和尼古拉斯·马勒伯朗士（Nicolas Malebranche）等哲学家就当时新兴的几何光学展开的辩论中，才让它重回历史舞台。
笛卡尔和马勒伯朗士用月亮错觉来支撑他们的理论。他们认为，视觉本质上是三维的，只靠视觉就能计算出物体的尺寸和距离。贝克莱则持反对观点。他在《关于视觉新理论的随笔》中指出，月亮错觉可以用注视角假说来解释，他声称我们看到的东西本质上并不都是三维的——相反，我们通过在周遭世界中移动，来判断物体的距离和尺寸。然而，笛卡尔并不接受这种注视角假说。相反，他坚持「视距离」假说，根据这个假说，地平线上的月亮之所以看起来更大，是因为我们认为它比看起来的更远。
「要想解决一个连伽利略和牛顿都无法解释的问题，绝对是一个挑战。」
但这两个假说都没有被广泛接受，直到20世纪40年代，由于哈佛心理学家埃德温·波林（Edwin G. Boring）的研究，注视角理论才赢得了短暂的胜利。但这是在考夫曼进入这个领域之前的事情。1956年，他决定选择这个话题作为自己的硕士论文方向，于是，一切都改变了。我问考夫曼，在众多尚未揭开的科学谜团中，为什么要选择研究「月亮错觉」这个问题，他说「要想解决一个连伽利略和牛顿都无法解释的问题，绝对是一个挑战。」
在1962年的论文中， 考夫曼和他的同事欧文·洛克（Irvin Rock）质疑了注视角理论。论文中有一个章节叫「持谨慎态度的理由」，听起来就充满了不祥的滋味。在这章中，他们指出，如果你低下头、抬起眼去看地平线的月亮，月亮错觉的现象依然存在。他们也批评了波林的实验方法以及他对笛卡尔视距离假说的评价。
为了探寻新解释，考夫曼和洛克进行了一系列的实验。他们用一个装置在空中生成一束碟形光束，看上去就像是“透过窗子看到的月亮一样”。他们的研究考虑了以下几点：室内和室外观察事物时眼睛的仰角，月亮的颜色和亮度，地形的呈现。前两者对结果并没有影响，但是最后一点却有显著不同。他们发现，当观察者对地形的视线被挡住时，这种错觉就会消失。
这个观测结果支持了视距离理论——地形的呈现让我们觉得月亮的距离更远。当知觉系统“认定”月亮比实际距离更远时，它会预期月亮比天顶时更小，但由于它的尺寸实际上和天顶时是一样大的，所以，看上去它的尺寸就被“放大”了。而波林反对视距离假说，正是因为人们声称地平面附近的月亮看上去更近而不是更远。正如行为心理学家恩莱特（J.T. Enright）指出的那样，这种「大小-距离悖论」（size-distance paradox）需要我们将意识和潜意识对距离的感知拆分开——如果我们感知到月亮更远，潜意识就会将其放大，但这样一来，我们就会声称它看起来更近。「在潜意识对距离的判定中，一旦它决定了视尺寸，就会在潜意识中产生不能改变的锁定印象，」他写道。「这似乎是一个无法解决的悖论。」
但考夫曼的数据清晰地阐述了地形的重要性，其他人的研究也佐证了这一点。考夫曼甚至打电话给正在国际空间站工作的宇航员卢杰（Ed Lu），请他也留心一下在太空中是否也存在月亮错觉——他说没有。「除了地球的曲线，什么都没有，」考夫曼告诉我。「你感受不到任何距离。」他接着又补充道，他问过那些眼睛像鹰一样锐利的试飞员是否见过月亮错觉，他们告诉他：「当然见过，但只发生在飞机降到足够低的时候。」
在2007年的论文中，考夫曼决定勇敢面对「大小-距离悖论」。对这个悖论的传统描述中包括三个连续的感知行为：首先，我们因为地形的原因认为月亮离我们更远；接下来，正因为我们认为它更远，所以我们感知到一个更大的月亮，比我们认为在那个更远的距离上应该看到的月亮更大；最后，正因为它看起来更大，由于近大远小，所以我们会认为月亮离我们更近。 但是，考夫曼表示，「感知并不能引起感知。」在这个因果链中，应该至少有一个步骤不涉及到潜意识的感知，而是有意识的判断，或者是由连接和推断组成的复杂同步网络造成的结果。考夫曼说：「我们应该记住，感知是一系列大脑活动计算和分析的结果，比感知本身复杂得多。」判断和感知会互相影响，但是他们并不是彼此的原因。
清楚无误地解释这个错误是很困难的，他告诉我，因为「这个问题很不直观」。他说：「当我试图解释这个现象时，我遇到了很多困难。这就是为什么我如此沉溺于这篇正在进行中的新论文。」在精确解释人类视觉系统运行机制的问题上，考夫曼并不是一个人在战斗——开普勒早在4个世纪前就这样写道：
「感知并不仅限于光学，而是一场对于奇迹的探险。」
原创 2015-08-02 Rita 机器之心
本文选自Nautilus，
作者BRIAN GALLAGHER
翻译：Rita
校对：汪汪
来源：微信公众号‘机器之心’（almosthuman2014）
