“漫反射” 在目前流行的相关文献中，被当作人类在有光照射的情况下看到物体（主动发光的物体，例如恒星除外）的主要途径。但严格解释 “漫反射” 并不容易。

在前一篇博文《镜面与普通屏幕对光双狭缝干涉条纹的不同反应和涉及的量子光学, 单光子问题 》中 ，作者曾尽力以严谨的方式解释 “漫反射”， 但是感觉非常不成功！原因是，数学上不存在 “漫反射” 需要的那种“粗糙表面” ，即那种对任何入射光，无论在哪里，观看者都可在曲面上任何部位看到反射光的曲面。

目前所见到的有关文献，都将那种“粗糙表面”近似地用任何局部都是足够复杂的“逐片光滑”曲面来描述，例如维基百科用的是下图描述

图1 （作者Jeff Dahl ）

而且文献都将表面物质看成“连续介质”，以使表面能按经典方式反射入射光。

实际是这样吗？

先看一组纸面的显微照片（因为作者曾用纸面做光双狭缝干涉实验的观测屏幕）

图2 （a）

图2（b）

图2（c）

图2 的照片来自 Google 搜素 "显微镜下的纸片"。

下面是一种所谓 “无瑕漆” 的显微照片 （图3，下载自Google 搜素 "显微镜下的油漆表面"）

图3

再附上一种有孔的金属表面在电子显微镜下的照片（图4，下载自Google 搜素 "显微镜下的油漆表面"）

图4

从以上各个显微镜下的实物表面照片，作者认为真实的物质表面不可能是如图1所显示的那种几乎处处 “逐片光滑” 的面。

作者对 “漫反射” 现象有以下两个判断：

判断1.  真实的物质表面，局部上看更像是一种维数在2到3之间的分形结构。现代分形学创始人，本华·曼德博 （法语：Benoît B. Mandelbrot）的著名观点是（摘自维基百科）

云不是球体，山不是圆锥体，海岸线不是圆，树皮不是光滑的，闪电传播的路径也不是直线。
  —曼德博，《大自然的碎形几何学》绪论

判断2.  所谓 “漫反射” 发出的光不是局部连续介质光滑表面反射的光，而是那里的物质（分子，原子）受外界的光照产生 "自发激辐射“ 发出的光。

提出判断2是由以下考虑：如果按现行的观点，物体的表面就像是打碎的理想反射镜块形成的沙漠表面，每一个细小碎块都保留一个微小镜面，它可以按反射定律局部地反射入射光。于是当有光照射到沙漠表面时，无论从哪个角度观看表面，表面的每一小片（包含了大量碎块）都会有一些小碎块的镜面部分将入射光反射到那个角度，使那里的观察者看到反射光。这个观点难以解释为什么对不同颜色的物质它反射的光也恰好是那个物质的颜色？其实有很多人提出此问题，例如国内的《知乎网》（https://www.zhihu.com/question/54879124）就有如下的问题  “物体会反射光源的颜色，这些颜色来自漫反射还是反射，或者二者都有？”有多种答复 ，但很难看到权威、普遍认可的答复。实际上，在极小尺度上量子光学应该更起作用，作者在前一篇博文中已指出现行的量子光学理论难以解释经典的光反射规律。

作者发现用量子光学的自发辐射解释 ”漫反射“ 现象则恰到好处。这是因为，物质表面到了原子、分子尺度已近于分形结构，那里的分子或原子收到入射光照射后，会根据那里的原子或分子自发辐射特性（特有的光谱）发出特有的辐射光子，而量子自发辐射理论不限制辐射出的光子必须射向哪里，这样自发辐射包括了所有可能方向。只要发射方向无阻挡，那个方向就会收到自发辐射的光。这不正是现行 ”漫反射“ 解释极需要的特性吗？

实际物质近似光滑的表面经常同时具有反射与 ”自发辐射" 两种特性，而且以 “自发辐射” 为主（理想镜面等除外）。例如，一辆涂了红色油漆的汽车停在路边，观看者一般会通过它的红色 “自发辐射” 看到它，也会时不时地通过它的光滑表面看到周围物体的变形并且不那么明显的镜像。特别是在阳光下，车的某些部位会刺眼，因为那里的表面恰好将阳光反射到眼中。

理论上反射也是自发辐射，但为什么这种反射按反射规律进行，这是现行量子光学的难题。

作者认为，现有关于光的 “反射”、"折射“、“漫反射”、“散射”  以及 ”透射“ 等现像的解释都应归结到物质在光照条件下的 ”受激辐射“。特别关于 ”漫反射“，不应归结为物质表面 "局部逐片光滑”的反射作用，应该直接地解释为表面物质的自发辐射。

注：必须指出，自发辐射也可能不是源于外部光照，例如受电流的作用，电阻丝变热发出红外线，甚至红色光。这种自发辐射不在本文讨论范围。