趣味物理学-第20部分

按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页，按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页，按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部！
————未阅读完？加入书签已便下次继续阅读！



来的。
所谓“影子的奇迹”，就是在走动的人映在银幕上的影子会给观众（戴

有双色眼镜的观众）提供立体形象，仿佛从银幕前面凸出了一般。这也是

①　从转弯中的火车拍电影，假如所拍的物体是在转弯曲线的半径方向上，拍出的影片就会有极显著的立体
形象。这一件事实也可以用同样的理由来解释。这种所谓“铁路效果”，电影摄影师都知道得很清楚。

利用两种颜色所起的实体的效果。如果我们要把某一个物体的影子凸出在
银幕上，就把这个物体放在银幕和两个并列光源——红绿两色——中间。
于是银幕上就得到两个颜色的影子——一个红色，一个绿色，有一部分互
相重叠。观众呢，是透过两片颜色玻璃（红绿两色）的眼镜向这两个影子
望去，而不是直接用眼睛去看的。

我们方才讲过，在这种情形下，就会看到形象仿佛从银幕平面上向前
凸了出来一般。这种“影子的奇迹”非常好看，有时候就好象一件东西丢
出来，正向观众飞过来似的；或是，一只巨大的蜘蛛正在空中向观众走来，
使得观众不由惊呼起来，掉转头去。

这儿整个“机关”是非常简单的，看图126　就可以明白了。图上左侧
表示红绿两灯，P，Q　是放在灯和银幕中间的物体；旁边注有“红”、“绿”
字样的p　和q　表示这两个物体射在幕上的颜色的影子，P1　和Q1　表示看的

人通过红绿两玻璃片能够看见这两个物体的位置。当幕后做道具用的“蜘
蛛”从Q　移到P　点的时候，看的人就会觉到它仿佛从Q1　爬到P1　一样。

一般说来，那物体在幕后向光源接近，使得幕上的影子放大，就会使
有的人产生一个错觉，仿佛这物体从银幕向看的人走来。看的人感到仿佛
从银幕向他飞去的物体，实际上恰好是依相反方向——从银幕向光源——
在移动的。

颜色的意外变化

有一个“趣味科学宫”里面，有一套实验极受观众欢迎；把这套实验
在这里提出来，应该是很合适的。一个大房间的角落里，有跟大客厅里一
般的陈设。在那里你可以看见罩有暗橙色布套的木器，覆着绿色台布的桌
子；桌上是盛着红色果子汁和花朵的玻璃瓶；书架上排满了书，书脊上有
各种颜色的字。起初，这一切都是在白色灯光下的，接着，旋动了开关，
白色灯光换成红色。这使得客厅里起了意想不到的变化：木器变成玫瑰色
的了；绿色的台布变成了暗紫色；瓶里的果子汁变成跟清水一般没有颜色
了；花朵也全变了颜色，变成了另外一种花了；书脊上的字呢，连痕迹也
不留地消失了。。

继续把开关旋动，室里就充满了绿色的灯光，整个客厅的陈设于是又
变得使你认不得了。

这些有趣的变化可以很好说明物体色彩的理论。这理论基本的一点就
是，物体表面的颜色总不是它所吸收的光线的那种颜色，而是它所反射的
光线的颜色，也就是投向看的人的眼里的那个光线的颜色。这情形可以归
纳成这样：

“当我们用白色光线照射物体的时候，红色是因为绿色光线被吸收而
形成的，绿色是因为红色光线被吸收而形成的，在这两种情形，其余的颜
色是都显了出来的。可见，物体是用不寻常的方法得到它的颜色的：有颜
色不是加上什么的结果，而是减去什么的结果。”

因此，方才那块绿台布在白色灯光下所以显出绿色，就是因为它能够
反射绿色的以及在光谱上跟绿色相近的光线；至于其余的光线，绿色台布
只能反射微小的一部分，大部分却给吸收了。假如把红紫两色的混合光线
射到这块台布上，这块台布反射的就几乎只是紫色的光线，而把大部分红


色光线吸收，因此眼睛就得到暗紫色的感觉。

那个客厅里的一切颜色变化，原因大概就是这样。值得怀疑的只有一
件事情：为什么那瓶红色的果子汁会在红色灯光下面变成仿佛没有了颜
色？这问题的答案，是因为这个瓶下面垫着一块白色的布，这块布铺在绿
色的台布上。假如把这瓶从白布上拿下来，那么就会发现，在红色光线下
面，瓶里的液体不是没有颜色，而是红色的了。这液体只在跟白布放在一
起的时候才会显得没有颜色，原因是白布在红色灯光下面变成了红颜色，
但我们由于习惯并且由于跟深颜色台布的对比，继续把它认做白色的，而
瓶里液体的颜色跟我们认做白色的台布的颜色一样，因此我们会不自觉地
把瓶里饮料也看成白色；于是它在我们眼里就已经不是什么红色果子汁，
而成了没有颜色的水了。

上面这个实验，也可以简化一下：只要找些不同颜色的玻璃片，透过
它们去看四周的东西，就可以得到相仿的效果。

书的高度

试请你的朋友用手指在墙壁上指出，他手里拿着的一本书，假如齐墙
根竖立在地板上的话应该有多高。等他指出之后，你把那本书放到墙根上
去比一下：书的实际高度竟几乎只有你那朋友所指的一半。

假如你不让你的朋友弯下腰去在墙上指出高度，只叫他口头说明这本
书应该高到墙上的什么地方，那么这个实验就会得到更好的效果。自然，
这实验不只限于拿书来做，也可以用灯泡、呢帽或别的我们平常总是用眼
睛平看的东西。

这儿发生错觉的原因，是在于我们顺着某一个物体的长度方向望过
去，这个长度会显得短一些。

钟楼上时钟的大小

方才你的朋友在判断书的高度时候所造成的错误，我们在确定很
高地方的物体大小的时候也经常会发生。譬如，在我们确定钟楼上时钟大
小的时候，得到的错误会特别显著。我们大家自然都知道这种钟是非常大
的，但是我们所想象的它的大小，总要比它实际的小。图127　是伦敦韦斯
敏斯德寺院顶上的时钟钟面卸下到马路上的情形。人跟这只钟相比，简直
小得象甲虫一样了。还有，你看到图上那座钟楼，再看马路上的时钟，你
一定不肯相信那钟楼上的圆孔会装得进这只时钟的。

白的和黑的

请从远处向图128　望去，告诉我下面的黑点跟上面随便哪一个黑点之
间的空隙里，能够容纳得下几个一样大小的黑点——四个呢还是五个？我
想你一定会很快回答，放四个太宽，放五个怕又放不下。

但是，假如我现在告诉你，说那个空隙里一共只能够容纳三个黑点，
不能够再多放了，你一定不会相信。那么就请你拿一条纸条或者两脚规去
量一下，证明我的话并没有错。


这里黑色的一段距离在我们的眼睛里看去觉得比同样长短的白色的
一段距离短，这个错觉叫做“光渗现象”。这个现象是由于我们眼睛不够
完善所产生的，因为我们的眼睛如果当做一种光学仪器来说，还不能够百
分之百地适应光学的严格要求。眼睛里折射光线的介质在眼球网膜上造成
的像的轮廓，比不上在校准得很好的照相机的毛玻璃上所得到的那么清
楚：由于所谓“球面像差”作用的结果，在每个光亮的轮廓外面有一圈光
亮的镶边围绕着，这镶边就会把这轮廓在眼球网膜上放大，结果使得光亮
的部分看起来仿佛比跟它相等的黑色部分大了。

大诗人歌德，是一个自然现象的精细的观察者（虽然不一定是一个足
够深入的理论物理学家），在他的“论颜色的科学”里，写过下面的一段
话：

深颜色的东西看起来要比同样大小的鲜明颜色的东西小。假如把画在
黑色背景上的白圆点跟画在白色背景上的同样大小的黑圆点

同时放在一起看，会觉得黑圆点要比白圆点小
51　。假如把黑圆点适当地放

大，那么两种圆点看起来就仿佛相等了。一弯新月看起来仿佛是比月面的
阴暗部分（有时候它是可以看得出的）有更大直径的圆的一部分。穿深色
衣服的人，要比他穿鲜明颜色衣服的时候显得瘦些。从门框后面看一只
灯，可以看到正对那灯的门框旁边仿佛缺了一些。放在烛光前面的一支
尺，在正对烛光的地方显出有一个凹痕。日出和日落的时候，地平线上都
仿佛有一个凹陷似的。

歌德的这些观察，大体上都是正确的，只有一点，就是白圆点并不一
定比黑圆点大几分之几。这个差数是随着我们看这两个圆点的距离的增加
而提高的。下面我们就可以明白为什么是这样了。

试把图128　移得远些，那么你所得到的错觉也就更加厉害，更加惊
人。这个解释是那镶边的阔度总是不变的；因此，假
如它在近距离的时候把光亮部分加阔了10％，那么在远距离的地方当形
象的本身减小了的时候，这加阔的就不只是10％，而会是加阔了30％或
50％了。

我们眼睛的这个特点，一般还解释了图129　的那个奇怪的性质。这个
图当你近看的时候，看见的是黑色背景上的许多白圆点。但是如果你把书
移到比较远的地方，从2－3　步远的地方，或者，假如你的目力好的话，
就从6－8　步远的地方向它望去，这图就完全变了一个样子：你看到的已
经不是白圆点，而是象蜂房一样的白色的六角形了。

有人把这个错觉用光渗现象来解释；但当我发现，虽然光渗现象不会
把黑圆点放大，只会缩小，可是白底上的黑圆点从远地方看仍旧会象六角
形，这个说法就不能使我满意了。我们应该说，关于视觉上的错觉，现在
所有的解释都不能够认为十分完备的，许多错觉甚至到现在还没有找到它
的解释。

哪一个字母更黑些？


图131①使我们认识了人的眼睛的另外一个不够完善的地方，认识了
所谓“像散现象”。

假如你用一只眼睛向图131　望去，你会感到这四个字母仿佛并不是一
样黑的。就请你认出哪一个字母最黑，然后从图的侧面再向这四个字母望
去。这样就会发生一个意外的变化：方才那最黑的字母已经变成灰色的
了，而现在最黑的字母，已经是另外一个了。

实际上这四个字母黑的程度都是一样的，只是涂着不同方向的阴影线
罢了。假如眼睛的构造跟最好的玻璃透镜完全相同，那么阴影线的方向就
不会影响到字母的黑色程度。可是我们的眼睛对于各种方向上的光线并不
完全一样地折射的，因此我们就不可能同时清楚地看到垂直、水平以及斜
向的线条。

完全没有这个缺点的人是很少有的，有些人的眼睛，像散作用达到了

严重的程度，以致显著地妨碍了他的视觉，降低了视觉敏锐的程度。这种

人要能够清楚地看到东西，就得戴特制的眼镜。

人的眼睛还有别种缺点，可是制造光学仪器的技师却会把这种缺点克
服。赫尔姆霍茨对于这些缺点曾经这样表示：“假如有一个光学仪器制造
家想把有这些缺点的仪器卖给我，我认为我有权利用最不客气的方式指出
他的工作的不经心，把他的仪器还给他，并向他提出抗议。”

但是，除了这些由于人体构造上缺点所引起的错觉之外，我们的眼睛
还会接受一系列的欺骗，这些欺骗是有完全另外一套原因的。

活的像片

我想大家一定看见过两眼向我们望着的像片，像片上的人不但一直向
我们看着，而且还用他的两眼监视着我们的行动：我们走到东，它就望到
东，我们走到西，它就望到西。这种像片的奇异特性还在很久以前就给人
们注意到了；许多人对它都感到谜似的难解，而神经质的人时常会被它吓
得惊惶失措。

这种情形，在果戈里写的《像片》一文里，有很好的描写：

那两只眼睛盯住了他，就好象除他之外，不愿意再看别人一般。。像

片不顾四周所有的一切，一直向他盯着，仿佛要盯进他的身体里去似

的。。

关于像片上的眼睛的这种特性，有过不少迷信的传说（就在那篇《像
片》里也有提到），但是实际上这个谜底却很简单，揭开来，也不过是视
觉的一种错觉罢了。整个的解释只有一句话，就是因为这种像片上的两只
瞳子都画在眼睛的正中央。一个向我们望着的人，他的两眼就正是这个样
子的；但是当这个人向我们旁边看去的时候，他的瞳子和整个眼球的彩
帘，我们看去就已经不在眼睛的中央，而是略向一边移转了。我们离开像
片向一边走去，像片的两个瞳子并不改变它们的位置，就是仍旧留在眼睛

①　在地心的两个地点中间不见得会全是空气，很可能中间隔着岩石，而声音在岩石里的传播速度并不是每
秒钟三分之一公里，这一点小说的作者大概也是疏忽了。

的正中央，而且我们看到的整个面孔也仍旧在原来的位置上，于是我们会
很自然地感到像片仿佛向我们这边掉转了头来监视着我们了。

同样的方法，可以用来解释某些图画上相似的特点：一匹马在图画上
一直向我们奔来，不管我们避开到什么地方；一个人永远向我们指着，他
的向前伸出的手永远一直指向我们，等等。

图132　就是这种情形的一个例子。这样制出的大幅图画常常用来做宣
传鼓动工作或者用来做广告。

假如我们把这一类错觉的原因好好想一下的话，那么就会明白，这里
面不但没有什么值得惊奇的地方，而且恰恰相反，假如图画没有了这种特
性，倒是值得惊奇的了。

插在纸上的针和视觉上的别种错觉

图133　画着一组大头针，初看并不觉得有什么特别的地方。现在请你
把书放平，提高到跟眼睛相齐，闭上一只眼睛，用一只眼睛从针尖那一边
望过去，使你的视线恰好沿着每一根大头针滑过《要把眼睛放在这些直线
的延长线相交的一点）。这样，你就会觉得这些大头针不是画在纸上而是
直插在纸上。把头略向一旁移动，你就会看见，仿佛这些大头针也都向这
方向倾斜过去一般。

这个错觉可以用透视定律解释：图上的直线恰好跟你用上面所说方法
看去的时候许多竖立着的大头针的投影一样。

我们时常要听从错觉的支配，但是这一点