大家翻开童话书,里面的星星总是带着几个尖锐的角。我们在深夜拿起手机拍摄路灯,或者抬头拍摄耀眼的太阳,所有的光源都会在画面里炸开。它们变成了一颗颗耀眼的十字星。大家仔细琢磨一下这个现象。恒星明明是一个个巨大的等离子体圆球。这些圆球跨越浩瀚的宇宙进入我们的视线。它们怎么就凭空“长刺”了呢?
这背后隐藏着一个非常经典的物理机制。学术界称之为衍射峰。为了更接地气,大家通常叫它“星芒现象”。

要把这个事情弄明白,我们需要复习一点基础的物理常识。光在一般情况下沿着直线传播。光波一旦遇到障碍物,情况就变了。光波会偏离原来的行进路线。它们会绕过物体继续向后方传播。这就是大名鼎鼎的光的衍射。
拿水波来打比方就很好理解。我们在水池里放一块石头。水波撞到石头后,并不会完全停下来。波纹会绕过石头的边缘,在石头后方重新汇聚。光波的脾气与水波非常相似。大家上学时可能做过双缝干涉实验。
一束光打在带有两条狭缝的挡板上。后面的屏幕上会出现明暗相间的条纹。干涉指的是几个有限的波相互叠加。衍射的脾气更加复杂。它相当于无限个微小的子波相互叠加并且产生积分反应。在真实的自然环境里,干涉与衍射往往形影不离。哪怕挡板上只有一条狭缝,光穿过去也会发生衍射。

如果我们将这条狭缝从二维平面升级到三维空间,也就是在挡板上戳一个孔。一束光穿过这个单孔,星芒现象就会诞生。这里存在一个极其严格的前提条件。这个孔绝对不能是完美的圆形。
一旦这个透光孔变成了正多边形,神奇的数学规律就开始发挥作用了。拿正三角形的孔来说,光线穿过后会投射出一颗六芒星。正方形的孔对应着四芒星。正五边形对应着十芒星。物理法则在这里展现出了惊人的死板与精确。奇数边的多边形,产生的星芒数量直接翻倍。偶数边的多边形,星芒数量与自身的边数完全相等。
明白了光波的脾气,我们再来看看手里的相机。相机的快门控制着进光量。这个快门孔是由好几片金属扇叶拼凑而成的。大家转动光圈环,扇叶随之收缩或者放大。无论怎么调节,这个快门孔的形状都只能是一个近似的正多边形。

只要边缘存在棱角,光线穿过快门时就会发生强烈的衍射。相机底片上自然就留下了带有尖角的星芒。如果我们想要拍出完美的圆形光斑,快门孔必须毫无瑕疵。摄影师为了追求那种光芒四射的视觉冲击力,甚至会专门在镜头前面加装星芒镜。星芒镜的表面刻满了密密麻麻的格子状光栅。光栅强行改变了光路。
我们把目光转向浩瀚的太空。哈勃空间望远镜拍摄的深空照片震撼过无数人。照片里的每一颗恒星都闪耀着璀璨的十字星芒。满天的小星星确实充满了浪漫气息。那绝非恒星真实的物理面貌。这完全是光学仪器向现实妥协的产物。
哈勃望远镜的体积极其庞大。这台精密仪器需要极高的观测精度。为了防止巨大的主镜片在太空中发生形变,科学家必须在望远镜内部安装粗壮的十字形支撑架。这些金属架子直挺挺地挡在了光路中间。
遥远的星光穿过这些人为设置的障碍物,不可避免地发生了衍射切割。哈勃传回来的星空图,本质上是一张被物理规律扭曲的错觉图。浪漫画面的背后,掩盖着庞大仪器本身的脆弱。

搞懂了星芒现象的底层逻辑,我们再回过头来审视当下的国际地缘政治。大家会惊讶地发现,
物理规律从来不会偏袒任何人。西方越是拼命收缩快门,越是在全球化的大网中增加障碍物,衍射现象就越发猛烈。中国科技产业展现出了惊人的韧性。我们在重重围堵之下,依然实现了多项底层核心技术的突破。这种反弹力折射出的光芒反而更加耀眼。
人类的眼睛在特定条件下也会欺骗自己。我们眼球的瞳孔起到了光圈的作用。晶状体充当了镜头。视网膜就是那张感光底片。
大家如果尝试眯起双眼去观察灯泡,眼皮就会改变瞳孔原本的圆形。视线里立刻就会出现闪烁的星芒。古人在没有发明望远镜的时代,也在古代文献里留下了关于尖角星星的记录。这充分说明了一点。只要观察者的视野受到局限,假象就会堂而皇之地出现。
只有彻底拆除那些挡在国际合作光路中间的壁垒,这个世界才能展现出最真实的运行轨迹。打破偏见的滤镜,我们才能真正看清这片浩瀚星空最本源的模样。