1877年，火星再次運行到地球最近點，意大利天文學家戈瓦尼·沃詹尼奧·斯蓋帕裏抓住這一時機把天文望遠鏡對準火星，繪製出全世界第一幅火星形態圖。他注意到火星上有很多細長的“窄條”，這些“窄條”就像河流一樣，斯蓋帕裏將它們稱為“海峽”。他當時使用的是一個意大利詞語“ali”，而英美天文學家則將其譯為英語“als”。這裏就出現了一個嚴重的錯譯，“als”和“els”二者之間的重要區別在於：“els”是自然河流，而“als”的意思是人工的“運河”。因此，每當天文學家們談論到火星人的“運河”時，人們就開始充分發揮自己的想象，認為是火星人開鑿了這些“運河”。
根據這一幅有運河的火星圖，人們大膽推論：由於火星引力非常小（僅為地心引力的五分之二），無法束縛火星大氣中的水蒸氣，從而使其飄散於空氣中，使火星表麵變成一片沙漠。而火星人為了正常生活和發展農業，隻能開鑿“運河”將水從兩極的冰帽下引入赤道地區。這一理論曾擁有廣泛的支持者，他們中既有大多數群眾，也包括為數不少的天文學家。
在所有支持“火星人的運河”這一觀點的人中，最有影響力的支持者是美國天文學家波塞沃·羅厄爾。這位當時可以上《福布斯》雜誌的富豪自費在亞利桑那州遠離城市燈火的幹旱沙漠中建立一座私人天文台，拍攝了數千張火星的照片。以此為據，繪製了包括500條“運河”的大量火星形態圖。1894年，他出版了一部有關火星的專著，進一步強化了火星上存在生命的這一在當時比較普遍的看法。
威爾斯正是從羅厄爾的著作中得到創作靈感，於1898年推出了《地球反擊戰》，講述一支火星侵略軍為了爭奪地球上豐富的水資源，並將地球作為殖民地而發動星際戰爭的故事。威爾斯筆下的火星人掌握了極為先進的科學技術，地球人本沒有希望取得勝利，幸運的是，火星人的身體無法抵禦地球上大量細菌的侵擾，最終未能得逞。這部是有關星際戰爭題材作品中最重要的一部著作。正是由於作者奇妙的構思和逼真的戰爭描寫，從而產生了比羅厄爾從科技角度出發推出的著作更強烈的作用，使更多的人開始相信火星人的存在。
不過，這並不意味著所有人都接受了上述的論點。美國科學家愛德華·艾莫森·巴納德經過長期觀測，便認為所謂“運河”不過是視覺上的錯覺。這一觀點是有科學根據的，有時我們的雙眼在觀察微小的、不規則的斑點時，會將其誤認為細長的“窄條”。
英國天文學家愛德華·沃特·芒德驗證了這一理論，他曾在一個圓盤上繪製了許多不規則的“斑點”。然後，他讓幾個孩子站在僅能模糊地看到這些“斑點”的地方，並讓他們畫出自己所看到的圖形。孩子們所畫出的正是像斯蓋帕裏和羅厄爾在其火星表麵形態圖上所畫的一樣的細線。
還有其他一些天文學家也讚成芒德等人的觀點，但羅厄爾依然堅持他的觀點。更為重要的是，在當時羅厄爾的觀點更符合公眾的心理。威爾斯的火星發表後的五十年裏，大多數科幻家們也對有關火星人的素材抱有濃厚的興趣。
隨著人類對宇宙認識的逐步加深，火星上存在生命的觀點，在越來越多的科學發現的衝擊下，已漸漸敗下陣來。1926年，美國天文學家威廉姆·韋博·科布蘭奇和卡爾·奧托·拉姆普蘭德接收到了反射自火星的極少量的太陽光，並進而發現即使在火星的赤道地域，其溫度也不是很高。既然如此，那麼火星上的夜晚將會和南極洲一樣冷。他們還根據火星上極大的晝夜溫差，判斷出火星的大氣層應是極其稀薄的。
1947年，荷蘭裔美國天文學家哥瑞德·皮特·奎波在火星的大氣中發現了二氧化碳，但他卻未發現支持生命呼吸的條件。至此，人們有關火星上存在生命的幻想徹底破滅了。
當然，這一切新的發現需要通過對火星更近的觀察才能驗證，而人造衛星的發明使這一切成為可能。1965年，水手4號在飛越距火星表麵1萬千米的高空時拍下了20幅照片，並將其傳送回地球。從照片上可以看出，火星表麵根本不存在“運河”，而隻有像月球上那樣的火山口。進而，水手4號還向火星發送了無線電波，由於火星大氣中二氧化碳的吸收，反射回來的電波隻有地球的2%左右。
隨著更多的空間探測器對其進行探測，並拍下越來越細致的照片，火星上存在高智能生命的可能性變得越來越小。1971年，水手9號在沿火星同步軌道飛行時，拍下了完整的火星表麵形態圖，上麵布滿了巨大的火山口和像河床一樣的峽穀，而那些冰帽可能是二氧化碳固化的產物。火星上所有地區的溫度都遠遠低於冰點，而且也根本不存在什麼“運河”。原來人們看到的一切正如巴納德和芒德所說，隻是視覺上的錯覺。看來，羅厄爾是完全錯了。
20世紀70年代，當時蘇美兩國的太空競爭從月球轉向了火星，相繼向這顆引起人類最多遐想的紅色星球發射了許多探測器，這其中有成功也有失敗。這些探測器發回的大量照片與數據，至少使我們有了一部粗線條的火星地理學。讓我們知道了這個星球表麵的大致麵貌。我們介紹的這部《紅火星》也大量地運用了在此過程中獲得的地理知識。在此基礎上，宇航界也開始認真考慮人類登陸火星的事情了。科幻界當然也對此做出了回應。波爾的《人變火星人》提供了一種思路，即把最初登陸火星的地球人的一半變成機器人，使之最大限度適應火星的環境，並建造出最早的適於人居的基地後，再開始改造火星，使其大氣與氣候條件向著適於人類居住的地球模式轉化。
到今天為止，已經沒有人認為到火星探險和移民僅僅是一個夢幻中的主意。阿西莫夫認為，當地球上發生某種事故時，火星能夠最終提供給人類另外的家園。
蘇聯解體後，美國航空航天部門好像因為競爭對手的消失而失去了動力，有關火星的項目在20世紀的最後十年裏差不多完全停頓下來。直到前兩年，漫遊者火星探測車成功登陸，並在那顆陌生的紅色星球表麵緩緩行走，發回大量的勘探資料，我們才又開始抬頭觀望那顆暗紅色的星球。然後，隨著新世紀的到來，人們已經為我們開列出一張人類登陸火星的詳細的時間表。
而且人們對登陸火星的目的進行了深刻的檢討。有科學家說：“走了7000萬千米到火星，僅是為了在上麵插一麵旗，煞有介事地走一下，撿幾堆石頭回來，這是荒唐的。”這其實已經包含了一個問題，我們是否有必要真要登陸火星，並對其進行地球化改造。答案在大多數人那裏，當然是肯定的，因為在可以預見的未來，人類生X需要新的資源與新的邊疆。而且，科學家們開始詳細地討論如何實現這項偉大的計劃。而在此前很久，科幻作家們已經開始了大膽而又合乎理性的想象。比如早在1952年，阿西莫夫便寫過一篇《火星之路》，並在其中指出，土星有一顆衛星幾乎全部由水構成。主人公把這個體積達1.4億立方千米大的雪塊運到火星上，用它灌溉火星和改造火星大氣層。阿西莫夫具體的想法，是為這個巨大的冰雪球裝上一枚推力巨大的火箭。當然很多科學家會提出很多技術性的細節來對這種想法進行詰難，但一個周全的方案或許就在這個過程當中便產生出來了。這其中自然有很多科學家會被觸動靈感。好了，該回到那張時間表上來了。