几个世纪以来，火星这个红色的星球一直演绎着迷一般的梦想和传奇。1609年，伽利略(Galileo)首次利用天文望远镜观测到了地外星体（月亮）的地理特征，但是他用同样的方法却没有观测到火星的地理特征，只是观测到火星极点附近比较平整。1963年，弗朗西斯科·丰塔纳(Francesco Fontana)首次宣布观测到了火星的地理特征，并绘制了一份粗糙的地图。但是，后来他意识到他看到的只不过是光学幻想。
在接下来的几个世纪，几代天文学家都试图获得火星表面的制图。克里斯丁·惠更斯(Christian Huygens)和乔凡尼·多美尼科·卡西尼(Giandomenico Cassini)成功测得了火星的白天长度，一般我们称为sol。卡西尼观测的时间为24小时40分钟相当接近于真实的24小时39.6分钟。他还发现了南极冰冠。
区别火星表面的细节是困难的，超出了那个时代天文望远镜的技术。随着功能更强大的天文望远镜的发展，更多的火星表面的细节可以被观测到。比如，在极地的冰盖，在冬季扩张，在夏季收缩。火星表面颜色的变化推测其表面可能存在植被。暗的区域被认为是海。总的来说，火星通常被认为成地球的姊妹：是一个适合居住的星球，正繁衍着未知的植物群落或者动物群落。现在我们知道火星表面的大部分变化是由于其表面的沙或者细颗粒被风吹起来的缘故，但是当时是没有方式探知这些的。
1867年，理查德·安东尼·普罗科特(Richard Anthony Proctor)绘制了一份更详细的地图，并对不同的地貌特征注明了名字。1869年，朱尔斯·詹森(Jules Janssen)利用光谱仪推测火星大气层很薄，但是火星表面存在着水。
图1.1斯基亚帕雷利 (Giovanni Schiaparelli)根据1877年到1888年的观测绘制的火星两个半球的地图。
人们不仅推测存在生物，而且存在像人类一样的高等生物漫步在火星地表。
十九世纪后半叶，三个伟大的天文学家，意大利的乔瓦尼·斯基亚帕雷利 (Giovanni Schiaparelli)，法国人卡米耶·弗拉马利翁(Camille Flammarion)，美国人帕西瓦尔·罗威尔(Percival Lowell)不仅在火星的科学认识而且在火星神话话方面做出了大量的贡献。在科学解释方面，他们绘制了大量的地图，比如图1.1。这些地图一直被沿用，直到第一份采用空间探测器技术绘制的地图。这份地图完全改变了我们以往对于火星的认识！
如图1.1所示，由于天文学家利用天文望远镜观测火星的角度是一样的，所以他们绘制的地图都具有一致的方向性，上南下北左东右西。如果与现代的地图（图3.4）对比你会发现，图1.1必须旋转180度才与图3.4方向保持一致。
斯基亚帕雷利(Schiaparelli)是探索火星表面某些稀疏暗线特性的第一人。他用意大利语“canali”来描述这些线体，这个词一般用来描述人造的或天然的水道。然而，这个词转换成英语变成了“canals”，仅仅表示人造水道的意思了，所以这导致了一些大量的猜测，比如：火星文明正面临着严重的荒漠化环境，所以正在建造巨大的水利工程。
火星文明以及火星高等生物存在的想法衍生出来大量的科幻小说，比如：The War of the Worlds by H.G. Wells, Under the Moons of Mars by E.R. Burroughs, Out of the Silent Planet by C.S. Lewis 和The Martian Chronicles by Ray Bradbury……当然还有很多！
尽管，二十世纪上半叶人们已经纠正了大量的经典的错误认知。比如：火星大气中不存在大量的氧气和水蒸气，所以火星表面是几乎不存在水的，所以这些水道只是光学幻影。我们关于火星的认识还是停留在斯基亚帕雷利 (Schiaparelli)以及罗威尔(Lowell)认识的阶段，除了稀薄的大气，干燥的环境和一些初等生物什么都没有，高等生物如果有的话，也都躲在火星地下避难。大量的描述都会涉及到一个巨大的大气制造机器，该机器由火星高等生命火星人制造的，以期尽可能地维持他们生存的环境。当然也有一些描述当中，一些水道有幸被认为是存在的，而不仅仅是光学幻影。
这是1950年风靡一时的小说当中描述的场景，该小说塑造了人类探索火星工程的内容，作者是沃纳·冯·布劳恩(Wernher von Braun)。
图1.2 猜测的火星生命形态。出现在1965年国家地理杂志卡尔·萨根(Carl Sagan)撰稿的一篇文章中，其中图片由道格拉斯·查菲堡(Douglas Chaffee)所绘
到十九世纪60年代，进一步的天文研究发现，如果火星上存在生命的话，那么可能仅是最低等的生命。而卡尔·萨根(Carl Sagan)1965年在国家地理杂志上发表了一片文章提到火星上没有臭氧层，因而建议火星上可能存在另外一种形式的生命，他们进化有一层保护膜，能够抵抗太阳辐射（图1.2）。
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