月の錯覚

プトレマイオスは『アルマゲスト』で大気屈折によって月の錯覚を説明しようと試み^、後に（『光学』で）見かけの距離による錯覚[9][10]、あるいは上を見上げることの難しさによる錯覚として説明^{しようとした}が、『光学』におけるこの記述の解釈については議論がある^{[ 11 ]}。同様にクレオメデス（紀元200年頃）は、天文学に関する著書の中で、この錯覚を屈折と見かけの距離の変化の両方に帰した^{[ 3 ]} 。イブン・アル＝ハイサム（アルハゼン）は『光学の書』（紀元1011～1022年）で屈折を説明として繰り返したが、介在する物体と見かけの距離に基づいたより詳細な説明も提案した。

イブン・アル＝ハイサムの説明に基づいた追加の研究（ロジャー・ベーコン、ジョン・ペチャム、ウィテロなどによる）を通じて、月の錯覚は17世紀に心理現象として受け入れられるようになった。^{[ 12 ]}

見かけの距離理論は、紀元200年頃にクレオメデスによって初めて明確に記述されたことは明らかである。この理論は、地平線上の月が天頂上の月よりも遠くに見えるため、地平線上の月よりも大きく見えると提唱している。イブン・アル＝ハイサムはより具体的に、物体の距離を判断するには、物体と観察者の間に途切れることのない一連の介在物があることが前提となるが、地球と月の間には介在物がないため、知覚される距離が短すぎて、月は地平線上の月よりも小さく見えると主張した。^{[ 3 ]}研究者たちは、見かけの距離仮説は知覚の結果として知覚を説明するため、科学的に問題があると主張している^{[ 13 ]}。つまり、月は遠くに見えるため大きく見えるという説明である。しかし、この関係の背後には複雑な内部プロセスがあると考えられる。

1813年、ショーペンハウアーはこれについて、月の錯覚は「純粋に知的または脳的なものであり、視覚的または感覚的なものではない」と書いた。^{[ 14 ]}脳は目から与えられた感覚データを受け取り、大きな月を認識する。なぜなら「私たちの直観的な知覚理解は、水平方向に見えるものはすべて、垂直方向に見えるものよりも遠く、したがって大きいとみなす」からである。^{[ 15 ]}ショーペンハウアーによれば、脳は水平方向にある地球サイズの物体を見ることに慣れており、また、それらが大気遠近法の影響を受けることも覚えている。^{[ 16 ]}

月が空に見える他の天体とほぼ同じ位置にあると認識される場合、月も地平線に近づくにつれて遠ざかり、網膜像は小さくなると予想される。しかし、月が地平線に近いか遠いかにかかわらず、網膜像の大きさはほぼ同じであるため、脳は遠近法のずれを補正しようとして、低い位置にある月は物理的に大きく見えるはずだと推測する。

1962年にカウフマンとロックが行った大規模な実験により、この錯覚の重要な原因は、ポンゾ錯覚と同様に、距離の手がかりのパターンが変化することであることが示されました。地平線上の月は、遠くまで続く地形の端に位置し、遠くの木々や建物などが周囲に見られるため、遠くにあると認識されますが、天頂上の月にはこれらの手がかりがありません。他の多くの研究者による実験でも同じ結果が得られています。つまり、大きく見える地平線上の月の眺めから遠方を示す視覚的な手がかりを取り除くと、月は小さく見えます。天頂上の月の眺めに遠方を示す視覚的な手がかりを加えると、月は大きく見えます。

見かけ上の距離理論における潜在的な問題点は、地平線の月をより大きく、より遠くに感じる人がごく少数（おそらく約5%）しかいないことである。実際、ほとんどの人（おそらく90%）は、地平線の月は天頂の月よりも大きく、より近くに見えると答えている（Boring, 1962; Hershenson, 1982; McCready, 1965, 1986; Restle, 1970）。残りのほとんどの人は、地平線の月は天頂の月よりも大きく、ほぼ同じ距離に見えると答えており、月の錯覚を全く感じないという人も少数ながら存在する。しかし、地平線の月は天頂の月よりも大きく見えるが、より近くには見えないという反応は、観察者の論理が知覚を混乱させているためかもしれない。つまり、観察者は月が物理的に遠くにあるはずがないことを知っているので、その知覚を意識的に認識していないのである。これは、空間認識は無意識的な網膜皮質認知であるため、脳は距離や大きさを意識的に認識しないという考えによって裏付けられる。月までの距離が知覚ではなく論理によるものである可能性と一致するのは、これらの報告のばらつき（より近い距離を報告するものとそうでないもの）が、おそらく回答バイアスによるものであるという発見である。^{[ 13 ]}それにもかかわらず、見かけ上の距離の説明は、教科書で最もよく見られるものである。

歴史的に、「見かけの距離」理論に代わる最もよく知られた理論は、「相対サイズ」理論である。この理論によれば、物体の知覚される大きさは、網膜上の大きさだけでなく、その周囲の視覚環境にある物体の大きさにも依存する。月の錯視の場合、地平線上の月（つまり、地平線上または地平線付近にある物体）の近くにある物体は、月を大きく見せる細かいディテールを備えている一方、天頂の月は広大な空の広がりに囲まれているため、小さく見える。^{[ 17 ]}

この効果は、古典的なエビングハウス錯視によって説明できます。この錯視では、円は、より小さな円に囲まれている場合、より大きな円に囲まれている場合よりも大きく見えます。

「視角」仮説によれば、月の錯視は、月の仰角の変化に伴う頭部内の眼の位置の変化によって生じる。かつては広く受け入れられていたこの説明は、現在ではあまり支持されていない。^{[ 4 ]}足の間から地平線の月を見ると錯視は著しく軽減されるが、これは網膜上の像が反転しているためかもしれない。直立姿勢で目を上げたり頭を傾けたりしても、錯視はごくわずかにしか軽減されない。^{[ 3 ]}