1827年6月，在旅行了一整天后，记者理查德·马登抵达埃及苏伊士附近的阿杰隆德。他望着浩瀚沙漠的尽头，眼前出现了一幅景象，这景象在他航行结束后很久仍让他难以忘怀。“那一刻，我眼前出现了一个波光粼粼的湖面……清真寺和尖塔清晰可见，我曾多次问我的贝都因人，那是不是我们眼前的苏伊士；但他们嘲笑我，说那全是沙子，”他后来写道。
剑桥大学科学史学家菲奥娜·艾默里在2020年发表的一篇论文中提出，海市蜃楼最初在19世纪20年代和30年代的英国成为大众着迷的对象，这一时期的小说、科学期刊和旅行文学中充斥着生动的描写。也正是在这个时候，公众对视觉的不可靠性越来越着迷，这在魔术灯表演和立体镜或西洋镜等仪器中得到了证明。
与诸如空想性错视和后像之类的感知体验相比，海市蜃楼是真正的光学错觉。这意味着它们的基本解释在于光学：光的行为和特性的科学。与此同时，许多所谓的视错觉与光的物理学关系不大，但它们是在观察者的头脑中形成的。这种错觉更恰当地称为视觉（或在其他感官中，听觉、触觉等）或认知错觉，具体取决于它们是来自感觉还是认知大脑区域。视觉（而非光学）错觉的一个例子是我们对某些静止图像中运动的感知，当我们的视觉大脑回路对图像中的局部亮度变化做出反应时，就像对实际运动做出反应一样，就会发生这种情况。
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至于海市蜃楼本身，它们是由量子电动力学现象引起的，即光子总是选择时间最短的路径。因此，当空气温度恒定时，光线沿直线传播。但在存在稳定的温度梯度的情况下，光线会沿着从较热空气到较冷空气的弯曲路径传播。在垂直温度梯度的特定情况下，光线会从天空弯曲到观察者的眼睛。这种情况的一个常见例子是看到天空反射在前方的道路上，我们可能会将其解释为地面上的水。这种“海市蜃楼效应”反射是过去十年水下隐形技术发展的核心。
“尽管我意识到海市蜃楼的存在，但我无法说服自己相信这些图像……只是被反射出来的，”马登写道，今天仍然如此。海市蜃楼和200年前一样令人着迷，它们仍然困扰着我们的感官，并提醒我们，视觉远不止肉眼所见。