大多数人都没想过从水下看世界将是怎样的景象？在观察者看来，它几乎面目全非。
设想一下：你正在水下抬头看水上的世界。因为垂直光线不会折射，所以在你头顶正上方的云彩不会有什么变化，但是其他物体只要射出的光线与水面成锐角，就会发生歪曲：它们就好像被高度压缩了一样——光线与水面之间的角度越小，压缩得就会越厉害。因为在水面上，世界都在那个狭窄的水下圆锥体里。180°几乎被压缩到了一半，只有97°了所以水面上的物像也肯定会被压缩（图）。如果光线与水面间的角度只有10°，我们就根本无法分辨物体了。
图 在水面外180°的弧形，对水中的观察者来说就会缩小成97°的弧。而且，观察者在与顶角（0°角）的距离越远的弧上部分，看到的弧越小。
但是水面自身的形状才最令人吃惊。从水底向上看，水面根本不是平面的，而是一个圆锥形。人就像是在一个大漏斗底部，漏斗壁之间倾斜的角度要大于直角（97°）。圆锥体的边缘是彩色的，由红色、黄色、绿色等多种颜色组成。白色的太阳光就是由各种颜色的光组成的，每一种光线的折射率和临界角都不同，所以从水底朝上看，就好像有一层彩虹圈把物体包围了起来。
在这个圆锥体以外的世界又会是什么样子呢？是一片发光的水面，就像一面镜子，会反射水下的各种东西。
在水下的观察者眼中，那些部分在水里部分在水面外的物体，所呈现的景象也会十分特别。假设在水里有一根测量河水深度的标杆（图）。在水下A点的人会看到什么？现在，我们将他能看到的所有空间分成几个区域，然后分别研究每一个区域。如果在水底的光线条件足够好，在区域1，他能够看到河底。在区域2，他能够看到笔直标杆的水下部分。在区域3，他能够看到标杆浸在水里的那一部分的倒影（这里指的是“全倒影”）。再高一点儿，水下的观察者还能看见水面上的标杆，这一部分与它水下的部分已完全分开，位置要高得多。不用说，观察者根本想不到！这个悬空的标杆其实是之前那段标杆的延长部分！而且，这一部分标杆被严重地压缩了，特别是它下面的部分——那里的刻度线已经挤到了一起。从水底看，被洪水淹没了一半的大树露在河面上的部分就会呈现图所绘的情形。
图 不同视野的水下观察者所看到的一根半沉在水中的标杆。
图 从水底下看到的被水淹没了树干的大树（可以与图进行对比）。
如果标杆的地方是一个人，从水下看到的就是图的景象。在鱼的眼里，游泳的人就是那样！在鱼看来，在浅水中行走的人类就像是被分成了两段，变成了两个动物：上面一个没有脚；下面一个没有头，但有四肢！当我们远离水下观察者时，水上的身体就会被拼命往下压缩；继续走远一点儿的话，整个身体就消失了，只剩下一个头悬在空中……
图 一个齐胸浸在水中的人。从水下看，他是这个样子（可以与图进行对比）。
这些结论能够通过实验来直接检验吗？即使是睁着眼，在水下我们也不能看到什么东西。首先，在水下我们只能待几秒钟。水面在这点儿时间内还来不及平静，透过晃动的水面更看不清了。其次，如前文所说，我们眼睛中的透明部分和水的折射率差别不大，所以视网膜上的成像也不清楚，周围所有的东西看上去都是模糊的。从潜水钟、潜水帽，或者潜水艇里的玻璃窗往外看，也看不到想要看的东西。在这种情况下，观察者并没有“水下视觉”：光线要穿过玻璃，再穿过空气，会发生相反的折射，剩下的光线才会进入我们的眼睛。这时，光线的方向要么和原来一样，要么是有了新方向，无论怎样都不会是在水里时的方向。所以从水下的玻璃窗向外看，也不会有“水下视觉”的效果。
其实，从水下看水上的世界不一定非要到水下去。使用一种特殊的照相机就可以研究“水下视觉”。这种相机的内部装满了水，而且没有镜头，它使用了一种中间有个小孔的金属片。如果光孔和感光底片之间的空间都是水，那么外部世界在底片上的成像，就和水下观察者看到的一样了。这个设计原理应该不难理解。美国物理学家伍德就用这种方法拍到了一些十分有趣的照片，图就是其中的一张。
我们还可以通过另一种方法来了解水下观察者看到的世界：把一面镜子放到平静的湖水里，适当地倾斜放置。然后，观察水上的物体在镜中的成像。你会发现，看到的结果和我们刚才说的理论是一样的。
因此，那一层透明的水层把水下观察者看到的整个水上世界都扭曲了，世界呈现出了一种奇怪的轮廓。在陆地上生活的动物到了水下之后，从水底深处看水上世界，一定会发现这个世界的模样都变了，甚至认不出这是其曾经居住过的世界了。
