阿拉斯加安克雷奇附近的斯珀尔山:不是沙漠。
阿拉斯加安克雷奇附近的斯珀尔山:不是沙漠。洛伦·霍姆斯/阿拉斯加快讯/祖玛通讯社/阿拉米

一个绝望、口渴的旅行者在爬行在无尽沙漠的沙丘间。然后,奇迹出现在远处:绿洲池塘的蓝色。你知道接下来会发生什么。在所有关于沙漠的比喻中——有很多这样的比喻——海市蜃楼可能是最贴切的比喻。

但你不必到撒哈拉沙漠去看海市蜃楼。事实上,这种现象最引人入胜的例子发生在地球上最冷的地方和地中海温暖的群岛上(可能是放松和被空气和光线愚弄的理想地方)。Beplay客户端安卓版

海市蜃楼是大自然最残酷、最酷的把戏之一。根据圣地亚哥州立大学的天文学家和光学专家安德鲁·t·杨(Andrew T. Young)在他的研究报告中所说,它们不是幻觉,幻觉是在你的头脑中产生的,也不是视错觉,视错觉是视觉上的感知错误,你看到的是不真实的东西在线介绍海市蜃楼。当你看到海市蜃楼时,你所看到的是一种真实的、有形的光学现象,即使你的大脑不一定知道它实际看到的是什么。

波尔州立大学(Ball State University)地理和大气科学教授吉尔·科尔曼(Jill Coleman)说,当你看到光时,你的大脑会认为光线是从发射或反射光线的物体直线射向你的。但是当光线穿过某些边界时,比如水与空气相遇的地方,或者不同温度(因此密度)的气团之间,光线就会弯曲或折射。即使光线被折射了,你的大脑仍然认为它是从光源以直线射向你的,所以折射的光线有可能扰乱你视野中的物体。这是海市蜃楼。

沙漠中典型的蜃景。
沙漠中典型的蜃景。迈克尔Gwyther-Jones

真正的海市蜃楼有两种:低等海市蜃楼和高等海市蜃楼,尽管这两种海市蜃楼并不是价值判断。次蜃景将感知到的图像投射到物体的真实位置以下。根据科尔曼的说法,要创造一个低级的海市蜃楼,你所需要的只是在无风、阳光充足的白天有一个平坦、炎热的表面——这在沙漠中是很常见的。太阳加热平坦的表面,直接在地面上形成一层薄薄的热空气。当没有风的时候,它就呆在原地。这折射了到你身上的光,似乎把一片天空和云移到了地面上。它看起来非常像沙滩上的一块蓝色。这就是光和空气如何欺骗我们的眼睛,让我们看到我们在沙漠中最想看到的东西——一个闪闪发光的池塘。

科尔曼说,海市蜃楼并不取决于它有多热,而是取决于地面上方空气和地面上方空气之间的温差。在阳光明媚的冬日,或者在石板屋顶上,或者在烧烤架上——任何温度急剧变化使空气变得朦胧而荡漾的地方,都很容易出现劣质的海市蜃楼。这些都是日常生活中的幻影,如此常见和熟悉,以至于我们几乎没有注意到它们。

当温差发生翻转,靠近地面的空气比上面的空气更冷时,就会出现高级蜃景。在这种情况下,光线向上而不是向下弯曲,并在真实物体的位置上方投射出图像。科尔曼说,在较冷的气候、极地地区和海洋中,有很多优越的海市蜃楼。虽然在日常生活中非常罕见,但超级海市蜃楼可以产生如此壮观和令人惊讶的幻觉,这挑战了大多数人对海市蜃楼的看法。

最令人难以置信的高级海市蜃楼是法塔莫干娜。法塔·莫甘娜是最复杂、最令人印象深刻的海市蜃景之一,得名于亚瑟王的女巫摩根·勒·费伊,她通过在天空中召唤幻象来引诱水手死亡。“莫甘娜是亚瑟王的妹妹,拥有神奇的力量,可以把城堡拉到空中,”科尔曼说。“这个名字就这么流传了下来,因为fata morgana看起来就像凭空冒出来的城堡。”

Fata morganas经常制造漂浮城市的幻觉。
Fata morganas经常制造漂浮城市的幻觉。杰克斯蒂芬斯/阿拉米股票照片

根据杨对这些现象的详细解释17世纪的意大利哲学家马克·安东尼奥·波利蒂(Marc’antonio Politi)是第一个提到“大摩干纳”的人,他写道:“空气以这样一种方式放大,它使微小的事物显得很大,远处的事物变得很近,因此在这些海岸上可以看到新的城市,无数的建筑,高塔,卓越的港口和茂密的森林;当地人称这个幻象为Fata Morgana,他们说这显示了她的伟大。”

根据定义,法塔莫干纳是高级幻影,但他们属于自己的一类。在最壮观的版本中,光线穿过带有额外热边界的大气管道,不仅产生了倒投影,而且在垂直方向上被放大和夸张。科尔曼说:“所以一个很小很小的岛屿看起来就像一个巨大的攀登塔。Fata morganas可能对一些所谓的不明飞行物当人们看到远处的折射光盘,并认为它一定是来自外星的时候。

Fata morganas有很多活动部件,天生就不稳定。在几秒钟内,图像可以从一个高级的幻影变成低级的幻影,然后再变回来。传统上,它们被称为罗夏墨迹测试。你可以看到任何你想看到的东西:幽灵船,漂浮的城市,像云一样悬浮的岛屿。在更罕见、更诡异的情况下,大魔王可以在地平线之外投射出一幅图像,无视地球的曲率。

一艘船在地平线上的壮观景象。
一艘船在地平线上的壮观景象。破碎的形象/维基媒体/CC BY 3.0

Fata morganas最常出现在北极,但它们与意大利和西西里岛之间的墨西拿海峡联系最密切。科尔曼说,这片水域适合种植大沼泽,因为意大利沿海有大量的船只和小岛。当与相对静止的地中海结合在一起时,这些巨大的物体有一种上升的趋势,这种趋势如此频繁,以至于过去的许多水手都感到困惑。例如,历史上看到的很可能是飞翔的荷兰人一艘被诅咒永远在海上航行的幽灵船,可能被记作fata morganas。

在19世纪和20世纪,fata morganas也可能欺骗了极地探险家,他们认为自己发现了不存在的陆地。这些幽灵岛中最著名的是1906年由美国探险家罗伯特·皮尔里首次记录的,他是第一个到达地理北极的人,根据精神牙线。在他的日记中,皮尔里称这个遥远的形状为克罗克地,但当他回到美国时,其他穿越该地区的探险家指责他撒谎。1913年,皮里的前助手之一唐纳德·麦克米伦(Donald MacMillan)开始了自己的探险,以证明克罗克地的存在,并挽救皮里的好名声。麦克米伦确实看到了远处的克罗克地——至少他是这么认为的。Piugaattoq是一名因纽特猎人,他随同探险队,告诉他们那里什么也没有。普加托克叫它poo-jok这是因纽特人对遥远的北极阴霾的称呼。麦克米伦拒绝听取他们的意见,坚持了五天,直到事实证明克罗克地根本不存在。那次代价高昂的远征彻底失败了。

在塔吉克斯坦的帕米尔山脉,一个破碎的幽灵在上升的云层上。
在塔吉克斯坦的帕米尔山脉,一个破碎的幽灵在上升的云层上。维基媒体/Dmitry N. Zhukov/CC BY 3.0

一些与海市蜃楼有关的现象不需要一个平坦的表面,比如天空中被称为“荣耀”的彩虹边缘光环。它们并不是真正的海市蜃楼,而是在相同的物理原理下运作的,在这种情况下,当空气温度的变化使光发生折射时,就会出现水滴。其中最奇怪的是所谓的“布罗肯幽灵”——一个人站在一个巨大的彩虹光晕中的高大阴影的幻觉。

剪影或阴影只是观察者折射的影子,但你可以想象,《破碎幽灵》通常看起来像是超凡脱俗的鬼魂。科尔曼说:“只有在太阳正对着你的时候,你才会看到‘破幽灵’,所以登山者报告它们的情况更常见。”“它看起来令人毛骨悚然,但如果你四处蹦蹦跳跳,你就会发现那就是你自己。”就像沙漠中的海市蜃楼一样,“破碎幽灵”在流行文化中也有一些客串,尤其是出于某种原因,在后现代主义文学的巨著中。这种现象在大卫·福斯特·华莱士的两部小说中都有出现《无穷尽的笑话》以及托马斯·品钦(Thomas Pynchon)的作品重力的彩虹。然而,尽管有着文学上的抱负,《破幽灵》和其他海市蜃楼一样,归结为空气和光的物理性质。

科尔曼说:“每当人们报告天空中出现彩虹,移动的光,海市蜃楼或光环时,这一切都归结为当时大气的组成。”她建议以一种健康的谨慎态度来讲述这些现象。人就像海市蜃楼,往往会夸大其词。