沙漠里的"水"和海面上的"城"，海市蜃楼到底骗了你什么

开车穿越炎热的公路，远处地面上明明有一片"水"在闪闪发光，走近一看却什么都没有。古代丝绸之路上的商队以为前方有绿洲，拼命追赶，却永远追不到——这不是幻觉，是光在耍你。

光为什么会"拐弯走"？

我们平时觉得光是直线传播的，其实这只在温度均匀的空气里才成立。空气热的时候会"变稀"，冷的时候会"变密"，就像糖水和清水的密度不一样。光从密的介质进入稀的介质，就会像汽车一个轮子陷进泥里、另一个轮子在硬地上，整辆车会偏转方向。这个偏转叫折射。沙漠地表温度能超过70°C，贴近地面的空气极热极稀，上方的空气相对凉而密，于是光线从上往下传播时，越来越向上弯曲，最终像被弹回来一样，从地面"反射"到你眼睛里。

你的眼睛是怎么被骗的？

人的大脑有个根深蒂固的习惯：光从哪个方向射进眼睛，就认为光源在那个方向。远处天空的蓝光，经过热空气层弯曲后，从地面方向钻进你的眼睛，大脑立刻判断："地面那里有蓝色的东西，肯定是水！"——就这样上当了。这就是为什么沙漠里的"水"总是在远处，你一走近它就消失，因为观察角度一变，弯曲路径就失效了。同样的道理，夏天柏油马路尽头那片"积水"，其实是天空和远处景物的倒影，是热空气层把光线折回来搞的鬼。

海面上的"空中城市"又是怎么来的？

沙漠里的蜃景叫下蜃景，因为虚像出现在真实物体的下方。而海面上偶尔出现的"空中楼阁"，叫上蜃景，原理刚好反过来。海面温度低，贴近水面的空气冷而密，上方空气暖而稀，光线这次是向下弯曲的。远处地平线以外本来看不见的船只、岛屿甚至城市轮廓，光绕着地球的弧度弯曲过来，被"搬运"到天空中显示出来。历史上多次有人在渤海湾、英吉利海峡看到清晰的城市悬浮在海面上方，拍了照片都是真实的——只不过那座城市其实在几十甚至上百公里之外。

有意思的是，理论上如果大气条件足够极端，蜃景能让你"看到"地平线以外1000公里的东西——相当于站在北京，隐约看见上海的高楼。光，从来都不是老实走直路的。