在太阳系的所有成员中，水星是人们最晚应用望远镜来观察其物理特征的行星。它的渺小使人难以从远景中发现它的细节，早期观察至多能让人认出它所展现出来的相位。为了看清它的相位，人们甚至不得不等待光学仪器的质量得到改善。直到接近本世纪，人们才开始收集到真正翔实的资料。我们之前已经提到了施罗特的工作，他与哈丁合作发现了水星球体呈现出的某些凹凸不平的现象。之后，除了19世纪不同时期的观察者们隐约瞥见的模糊斑点，人们对这颗星球的其他特点一无所知，它的渺小似乎已经将试图穿透秘密的努力拒之门外。简而言之，水星被忽视了很久。

斯基亚帕雷利和丹宁这两位天文学家自1881年起清楚地认识到了水星的主要特征，而我们提供的细节来自这之后更加坚持不懈的研究。

我们可以清楚地在能够观察到的整体为相当明显的黄色色调的水星表面看到一些明暗度不一的灰色斑点；而其他局部区域尽管看起来不是白色的，也相当明亮。由于尺寸微小，对这些细节的观察需要尽可能完美的望远镜图像，而这一条件很难实现。为了保证研究的有效性，研究水星最好是当其位于高空时，而水星总是在位于地平线附近时才能被肉眼看到，当水星在太阳近旁时，地球大气层的灿烂“面纱”是我们必须跨越的障碍。

在地平线附近的水星看起来非常模糊。

斯基亚帕雷利绘制的水星平面球形图EST：东；SUD：南；WEST：西；NORD：北

无论如何，当这些斑点清晰可见时，人们就会发现它们的布局总是一成不变，正如我们已经看到的那样，水星总是以同一面朝向太阳；同样，布局的持久性证明了这些斑点是水星表面固有物的迹象，代表了水星表面特性或构造的多样性。由于斑点复杂微妙，不同观察者绘制的图像并不总是一模一样的，但这些个人化的不同阐释均透露了斑点的各自位置或规模。不过请注意，某些图，尤其是根据斯基亚帕雷利的早期观察研究绘制的水星概貌地图，描绘出来的是一些纵横交错的细瘦的黑暗条痕，但在大部分现代绘图上，这些斑点则被绘制得更加宽大，有些边缘甚至变成了圆形，赋予了它们灰色海滩的外形，让人不禁想起月球上的地形。

我们应该将这些外观归因于何呢？如果从联想的角度出发，坚持基于概貌比较的解释，这幅画会让人想到海洋、海峡以及陆地的地理分布（正如早期天文学家对月球以及后来的各种行星所做的那样）。而当我们研究了水星的特有环境后，才发觉上述联想的不可能性。

从逻辑上来说，唯一可能被明确提出的观点便是，这颗行星地面的不同部分存在本质上的差异。对一些应该是由非常黑暗的物质构成的区域，我们无法察觉它们的结构或边界特点，在我们眼中，这些特点汇聚成被我们看见的斑点整体。就我们的判断而言，由这些笼统的特点可以联想到月海，二者即使不是一模一样，至少也很相似。

根据鲁达乌斯的发现绘制出的水星平面球形图Sud：南；Nord：北

此外，其他一些事实也支持在水星与月球之间做比较。我们把任一表面的反射能力称为反照率，即照亮这一表面的光量与该表面反射到我们眼中的光量之间存在的关系。换句话说，如果我们将某一表面接收到的光照表示为单位1，测量结果表明，被反射出去的光量在强度上减少了一半，因此该表面的反照率为0.5。例如，白垩(1)的反照率为0.82，雪的反照率为0.78。反照率更低的物体或物质如下：石灰，0.33；白色砂岩，0.3；维苏威火山灰，0.14；石灰石，0.1；火山岩，0.03~0.1。尽管表面光辉明亮，月球和水星本质上却是暗淡的，它们的地表仅反射了很少一部分太阳光线：据估计，月球的反照率为0.1，水星的反照率为0.09。我们不是在暗示这两颗星球本质上完全相同，由于二者构成物质的密度不同，这种完全相同也不可能存在，但至少二者之间存在一种表面的相似性。鉴于月球地面展现在我们眼中的外貌，将它与石灰石与火山岩的反射力进行比较是必不可少的。尽管不同物质可能拥有几近相同的反照率，但我们认为表面非常相似的水星与月球拥有几乎一样的反照率并不完全是偶然现象。

比较水星与月球的图像（左2张为水星，右2张为月球），用缩小摄影拍的月球图像与放大后的水星大小和清晰度相同。

要说明水星的外貌使人联想到月貌，自然要把一切事物归复到其真实比例。之前我们强调过，与月球相比，水星的视直径非常小。视觉条件与发现精确细节的能力完全是两回事。在有关观察天空的章节里，我们已经讨论了物理定律以及环境固有的缺陷——它们影响了仪器图像的质量，致使其无法像直视得到的图像一样完美。根据所提供的水星视面积的相关数字，再基于一个简单的计算，我们固然可以断言，将水星图像放大250倍即可使它看起来像肉眼中的月亮一样大，却不能因此认为这两颗星球在人眼中是一样清晰的。如果观测月球的人的眼睛再敏锐一点，他就会发现除了整体图像以外的多种多样的细节或明暗变化，而将月牙状的水星图像放大到同样规模，画面就会显得模糊，细节没有那么丰富多样。另外，这一图像或多或少受到了大气扰动。

为了进行有效的比较，我们应颠倒一下，设法拍摄出与有缺陷的水星图像类似的月球图像。通过不精确对焦的缩小摄影，人们成功做到了这一点。在图像规模相同的情况下，我们发现水星和月球的外貌显示出惊人的相似性，并从中获得了非常有价值的信息。

从稍微清晰的早期观察开始，人们就注意到，水星相位的明暗界线有时会显得参差不齐，改变了星球光照几何边界的规律性。尤其当行星开始呈现为月牙形状时，施罗特在呈块状的行星边缘发现行星南半球的角变钝了，好像被截去了一段。那确实是一个很容易辨认的外观。施罗特总结，正如我们观察到的月球，水星也显示出其地表的崎岖不平。这让我们不由想到前面章节里的内容：相位边缘参差不齐的地形在其身后投下的阴影，阻止太阳光线到达它理论上能抵赴的极限；而在照明极限之外的顶峰却被照亮了。如此一来，从整体上看，相位边缘显露出一些或明或暗的蜿蜒线条。当水星也呈现出相同的外表时，人们会倾向于用刚刚明确过的原因来进行解释。这一结论至少来自视觉条件和规模上实际相仿的两个天体之间的比较研究。

对比夸张的月球摄影图像凸显了明暗界线参差不齐并且变暗的原因。

然而，限制是无法避免的。望远镜图像受衍射效应影响，后者放大了与其他区域相比最明亮的部分；与观察的图像尺寸相比，所得图像越小，量值基本恒定的衍射效应就越明显。同理可得照片上的鲜明反差。我们有必要重视这些针对边界或轮廓外貌的变形，因为虚假效应混入了真实之中，导致此处图像呈现出夸张的失真。

因此，有人将水星明暗界线的参差不齐或水相一角的变形解释为不同亮度区域之间的对比所造成的纯粹错觉，但我们能直接观察到的在特殊条件下被衍射改变的部分月貌证明了某些事实的存在，因此我们认为，水貌与月貌之间的相似不仅缘于扭曲的图像，也缘于规模相似的参差不齐。

因此，我们显然可以将平均落差3000~4000米的月球地形起伏的高度值用于水星地表不同区域的某些地形；至于水星上的灰色区域，我们也可以看作近似“月海”呈现出的外形或特点。

无论如何，这些地形都是相当险峻的山岳，或至少是一种平面不统一的结构。一连串高低不平的凹凸地面解释了水相明暗界线所呈现的亮度渐弱的外貌；亮度不足造成的模糊外貌使水星相位比理论上更加明显，例如，当水星看上去呈块状时，它的明暗界线理应是一条直线，却形成了一块明显的凹陷，以至于水星没有呈半月形，反而像月牙一样。我们依然需要大到足以看到细节但对比明显的月球图像作为联想性的论证。

水星上的山；这一对照图是根据施罗特的绘图（1800年3月31日）绘制的。

所有这些推论都是笼统性的，缺乏符合某一特定点的精确数据。根据发现，施罗特认为水星月牙南角的截断是高地的阴影造成的。根据该阴影的规模，他自以为得出了可信的结论：这一地形高出地表20千米。人们在他的复制图上还看到了更为巨大的凹凸地形，假设准确的话，它们对应的高度为50~100千米。所有这些数字都显得过分夸张，并且最终也没有任何证据能够证实它们。

即使不能直接观察到高地、山顶或落差作为核验，我们也不能轻率地否认这些地形的存在，因为我们想不通行星球体因何会像台球桌上的台球一样均匀平滑。行星上浮现出的色调不同的地理轮廓显然证明了该地表结构和布局的多样性；另外，在星球形成之时，至少其地壳的表面必然被改变或塑形了。继续与月球进行对照：光的偏振相位以及反照率解释了水星外貌的大轮廓，现在我们可以假设这两颗星球在多方面依旧存在其他共同特征，比如两颗星球上都没有水，即使在原始时期曾短暂存在，水的作用力也相当有限，无法有效地改变地表，因此该地表很可能保留住了原始的岩层特征，什么都没有磨平它的粗糙表面。我们就是秉承着这样的思想想象着水星的表面，直至有了新的进展。水星表面承载了太阳弥散的大量热流，看起来任何事物都不能有力削弱太阳辐射的炽热，这让我们开始思考水星周围的大气问题。

(1)　一种细微的碳酸钙沉积物。