海市蜃楼在中文里叫”蜃景”，古人以为是海里大蛤蜊（蜃）吐气变的。现代光学给的解释是：远处物体发的光穿过密度不一样的空气层，被折射和全反射，最后落在观察者眼睛里，眼睛把这道光当成直线过来的，就在那个方向上看到一个位置不对的像。

最常见的一种叫”下现蜃景”。夏天中午开车走柏油路，远远看到路面上有一滩水，走近又没了。这滩”水”不是水汽，是天的像。柏油路面被太阳晒烫，贴地面那层空气温度高、密度小，上面那层空气温度低、密度大。天的光从密度大的空气斜着穿进密度小的空气，光线弯了一个弧，落到司机眼睛里。眼睛以为光是直线过来的，就把这个像放在路面那个方向上。这就是沙漠里看到”湖水”的原理。

第二种叫”上现蜃景”。这种出现在冷海面或者极地冰面。冷空气贴着水面，上面是一层暖空气。光从上面穿下来，反过来弯一个弧，把远处地平线以下的东西抬到天上去。船本来应该在海面以下看不见，光被往上抬，观察者在岸上看到一艘船飘在天上。这就是19世纪航海日志里反复写的”天上看见船”。

最复杂的一种叫Fata Morgana。这个名字来自意大利语，指亚瑟王传说里那个魔法师摩根勒菲。它出现在意大利西西里岛和意大利本土之间的墨西拿海峡。暖空气在冷空气上面一层叠一层，光线被一层一层弯，同一个物体被叠成好几个像——先是一艘船变成两艘、再变成三层楼高的城堡，层次一块一块往上叠。这种蜃景在挪威北部、芬兰湾、中国蓬莱都出现过。

中国最有名的观测点是蓬莱阁。山东蓬莱北面临海，春夏之交冷海面贴着暖空气，上现蜃景频繁。1988年6月1日下午，蓬莱海域出现过一次持续几个小时的海市蜃楼，岸上几千人在拍照。2005年5月23日下午，蓬莱又出现一次，持续两个多小时。这两次都被当地气象局记录过。

2020年4月，青岛沿海出现一次蜃景，远处的居民楼被抬到天上。2022年5月，大连星海广场方向也出现过一次，几栋高楼的轮廓飘在海面上方。这两次都是上现蜃景，当地市民拿手机拍下来传到社交平台。

蜃景能不能拍照？能。照相机跟眼睛一样，把那道光的位置记下来，不需要特殊镜头。这也是为什么网上流传的海市蜃楼照片大部分是真的——它不是心理作用，是光真的弯了。

蜃景的物理条件很具体：上下两层空气的温差要够大，温度梯度每米要大于几度；观察者跟物体之间要有足够长的视线路径；观察者自己的位置要刚好在那个折射弧线上。差一点，像就出不来。这也是为什么同一个海面上，有些人看得到、有些人看不到。

古人把蜃景当成”仙境”或者”预兆”，是因为他们不知道空气密度随温度变。知道这个原理之后，蜃景就是一个可以预测、可以拍摄、可以在实验室里复现的光学现象——英国皇家植物园2019年做过一次实验室复现，用一根长管子、一头加热一头制冷，在管子另一端放一个物体，从另一端拍出来那个像的位置跟理论计算的折角对得上。