太阳、月亮在天空中不同位置时，我们观察到的天体圆盘似乎不一样大。对于这个现象，到现在都没有一个确定无疑的解释，这个现象让古人和今人都颇费脑筋。
地平线附近的太阳或月亮都有一个显著的特点：它们都比高悬天空时显得大，让人感觉甚至大50%，像一轮巨大的圆盘挂在天边。为什么会这样?这个常见而又看似简单的问题实际上却复杂得很。光线折射耍的戏?我们知道，太阳本身的实际大小不可能会变，夕阳显得大只是一种感觉而已。在《两小儿辩日》中，古人曾经认为，傍晚的太阳距离我们近，所以显得大。但我们不会这么认为了，因为我们已经知道太阳与地球之间的距离在昼夜之间可以看作是不变的。那么是不是傍晚的阳光斜射程度大，阳光在地面附近密度较大的空气层里传播的距离较长，被折射得更厉害，当人逆着光线看过去时，觉得太阳变大了?这是很多人都想到的解释，公元前4世纪时的亚里斯多德也是这么认为的，他认为地平线附近的太阳或月亮看起来比较大是地平线附近的空气层对它们的折射会起到一种放大作用。在这里我们需要先弄清楚一个问题，不管是什么原因造成的现象，如果物体确实在我们眼睛视网膜上的成像变大了，那么我们感觉物体变大就是一种真实的视觉感受，否则连这种视觉感受都是一种错觉。那么“巨大的夕阳”这种感觉到底是真实的视觉感受呢?还是一种错觉?由于太阳太耀眼，不便测量，我们可以拿月亮“开刀”。当用测量角度的仪器直接测量满月的大小时，不论是月中天的月亮还是地平线上的月亮，月亮的直径所对应的视角是一样的，这就是说不论何时，月亮在眼睛里的成像大小是一样的。还可以用一种简单的方法来粗略测量，月中天时，找一个小圆球，将手臂伸直，调整小圆球在手臂上的位置使它的大小看起来正好与月亮相同;等月亮落山时，在同样位置上的圆球看上去依然与月亮一样大，这就说明地平线上的月亮与高空的月亮在眼睛里的成像一样大。同样，太阳也是这样的。这说明傍晚的太阳显得大并不是眼睛的真实感受，而是一种错觉，这种错觉显然不是光线折射导致的，因为光线折射放大作用会让物体在视网膜上的成像变大，形成真实的视觉感受，而这里不是。一种常见的视觉错觉?既然夕阳显得大是一种错觉，那么是什么因素造成了这种错觉呢?人们想到了周围环境的影响。观察图中的A圆和B圆，看上去A圆比B圆大，但实际上两者一样大，这说明：同样的物体若置于不同的周边环境中，由于人眼观察物体时所参照的周围物体大小不同，就会有被视物大小不同的视觉错觉。那么是不是这样呢?日中天时，太阳周围的环境是广阔的天空，而日落西山时，太阳周围的环境则是远处的树木、建筑物、山峦等相对广阔天空更小的陪衬物，所以夕阳会显得比中午的太阳大。
好像还不能这么认为，太阳周围是广阔的天空的情况应该是一个圆周围是一片蔚蓝色，体现在图上，并不会让我们感觉这个圆比被一堆物体包围的同样大小的圆要显得小，如图所示。那么到底是什么原因使得太阳在地平线附近显得大呢?
惊人的心理错觉理论这个问题从古到今一直纠缠着科学家。早在公元200年左右，曾有西方科学家提出：地平线附近的太阳看起来偏大是因为它看起来感觉比较远!这个理论也太颠覆传统了，远处的物体不是看上去会偏小吗?不是这个意思，这个理论强调的是一种心理作用。例如，日常生活中，一个物体，假设一根竹竿竖在没有任何物体的地面上，视野中也没有任何陪衬物时，我们就不知道它到底有多高，但当竹竿旁边站一个成年人时，我们马上就意识到竹竿的大概高度了，因为我们心里对成年人的高度是有数的。正是因为周围陪衬物的原因，虽然同一根竹竿竖在5米远的地方要比竖在10米远的地方在眼睛里的成像大，但我们并没有认为那根竹竿竖在5米处比竖在10米处增高了。而如果5米处的物体与10米处的物体在眼睛里的成像一样大时，我们就会认为10米处的物体更大，实际情况也确实是这样，这种比较在地面上的视力范围内一般不会产生错误。但是这种视觉定势放到空中就失灵了。由于天空太遥远，超出了我们的视力极限，一旦这样，我们就出现了感觉错觉，反而感觉高空距离我们很近，好像“手可摘星辰”，天空是那么平坦，太阳、月亮看上去就像挂在平坦穹顶上的玉盘，伸手可及。而地平线附近的天空却感觉距离我们很遥远，在遥远的山那边……有遥远的事物作陪衬，我们的感觉就是这样。那么一个是伸手可及的“玉盘”，一个是遥远山那边的“圆盘”，虽然两个圆盘在眼睛里成像大小一样，但我们心里会对它们进行修正，觉得“远处”的“圆盘”肯定大，这就是傍晚的太阳显得大的原因，这是一种心理错觉。这个理论是那样的“超凡脱俗”，让人不敢相信，不过，许多科学家对这个理论进行了验证。他们发现，通过摄影，在照片上对在天顶的月亮增加一些距离遥远的暗示时，它就会显得比较大。确实是地平线附近的月亮在遥远的树、建筑物等物体陪伴下，让人感觉它距离遥远，而天边的月亮的照片上剔除掉周围的障碍物，月亮也就不再显得大了。其实也有少数人并没有这方面的错觉，他们认为中午和晚上的太阳一样大，他们的心理在这方面还是比较理性的。至此，我们是否可以说傍晚的太阳显得大就是一种心理错觉呢?科学家还没有下断言。
