文／瑢瑢　

1799年夏天，拿破崙軍隊遠征埃及，烈日當頭，士兵們的腳底發燙、嘴裡發乾，忽然，眼前浮現出一片湖水，波光粼粼，令人為之一振。「太好了，是綠洲！」士兵們加快腳步，卻發現一步步靠近後，那湖面、綠洲，都在扭曲的熱氣中消失無蹤。原來，這並非真正的綠洲，而是由冷熱空氣分層折射光線所形成的光學幻像—— 海市蜃樓。

蒙日觀察 科學解密



類似的情況一而再、再而三地發生，士兵們繞得精疲力竭、軍心渙散，卻不明白究竟是怎麼回事。軍隊中一位隨行的科學家—— 加斯帕·蒙日（Gaspard Monge）對此產生極大興趣。他觀察這些幻影現象的出現時機與形態，推論光線在穿越分層空氣時產生折射，才讓人誤以為前方出現湖泊或建築。這些紀錄，也成為近代西方首次從科學角度解析海市蜃樓的開端。

那麼，這個「眼見為虛」的奇景，到底是如何形成的呢？

其實，海市蜃樓是一種由光線折射造成的視覺錯覺。當陽光將地面的砂礫、柏油路照射得熾熱時，靠近地表的空氣溫度升高、密度變小，而上層空氣相對較冷、密度較高，光線在經過這些密度不同的空氣層時，會彎曲前進，把遠處天空或遠方景物的景象折射進入我們眼中，我們就會誤以為那些景象出現在地面上。這是最常見的「下蜃景」，也就是虛像出現在觀察者下方。

而另一種較少見的「上蜃景」，則發生在冷空氣貼近地面、熱空氣在上方的情況。這種「逆溫層」會讓光線向下彎曲，將遠方高處的景物折射進觀察者的視線中，看起來彷彿景物懸浮在空中，因此常常出現「海上懸浮的船」、「天邊飄浮的城市」等令人驚奇的景象。極地、海邊與寒冷地區最容易觀察到這種現象。

古籍記述 蜃吐樓台



其實，早在古代，中國人就已經注意到這種奇異的幻象。根據《列子．湯問》記載：「蜃氣為樓台城郭」，古人相信有一種名為「蜃」的大蚌類生物，能夠吐氣變幻出空中城樓。歷代文人也對這種現象多有記錄。唐代詩人李賀曾寫道：「蜃樓海上起，樓觀滄波間」，描繪出在波濤之上懸現幻影樓閣的壯麗奇景。

北宋的沈括在《夢溪筆談》中，也有這樣的記載：「登州海中，時有雲氣，如宮室、台觀、城堞、人物、車馬、冠蓋，歷歷可見，謂之海市。或曰：蛟蜃之氣所為，疑不然也。」登州就是今天的山東蓬萊，那裡經常雲霧繚繞，浮現宮室、亭台、車馬等各種景觀，人們稱其為「海市」。有趣的是，沈括提到人們認為那是蛟龍吐氣而形成的，他卻抱持懷疑態度，展現早期的科學精神。

直到近代，科學家們才真正釐清這些幻象背後的物理原理。不過，即使知道光線的折射會造成錯覺，人們有時還是寧可相信，自己看到的神祕國度、太空飛船是真實存在的。畢竟，哪怕只有短短幾秒，那如同來自另一個時空的美麗幻象，也足以令人流連忘返、久久沉醉其中。