約束的光劍劍身

光劍由劍柄和劍身組成，劍身是由一團等離子體被很強的磁場束縛成的劍的形狀，從劍柄釋放出的能量能折回劍柄。為什麼可以用磁場為等離子體“塑形”呢？由於等離子由不斷運動的、帶電荷的離子和電子組成，帶電粒子在磁場中運動時，如果不是平行運動，會由於電磁相互作用而受到改變運動方向的洛倫茲力，如果沒有其他力的作用，會形成不斷旋轉的螺旋線運動，在很強的磁場內，就會將帶電粒子約束在一定範圍內。另一方面，由於相似的原理，如果一團等離子體有很強的運動，如果沒有外力因素，其中的磁場也沒有辦法離開等離子體（否則會因為電磁作用產生極大的電流併產生阻礙運動的力），這樣就稱為磁凍結。

在空間當中，等離子體與磁場也是密不可分。太陽的大氣（日冕）就處於等離子體狀態，而太陽擁有很強的磁場，我們有時會聽說一個名詞——“黑子”，它就是太陽上磁場非常強的區域。在太陽大氣常可看到火熱的等離子體環，也就是日珥，它就是被磁場束縛住的、沿著磁力線成為環狀的，這與電影中光劍的“塑形”異曲同工。同時，太陽的等離子體也不斷的湧向廣闊空洞的宇宙空間，其中也“凍結”著太陽的磁場。我們的地球也有很強的磁場，這些來自太陽的等離子體到達地球附近時，地球的磁場與凍結的太陽磁場作用，就把這些等離子體攔住了——要知道，這樣高能量、高速度、高密度的等離子體，對我們生命是有害的。經過種種複雜的過程，太陽來的等離子體也會進入並停留在地球周圍，受到地球磁場的控制形成若干等離子體區域，就稱為地球的磁層，而我們地球大氣電離的等離子體也會外逃到磁層，一同構成地球自己的“光劍”。地球的輻射帶正是由地球磁場束縛形成的高能等離子體區域。而那些沒有留在地球或其他行星的太陽等離子體，就繼續飛向遙遠的太空，直到與其他恆星來的等離子體“短兵相接”。

圖3 太陽磁場束縛等離子體形成日珥

披荊“熱”刃，節能“冷”劍

電影中的光劍只有在劍刃切穿物體的時候才會消耗能量，是無堅不摧的“熱”刃；沒有接觸物體時不會釋放熱量，所以平時是一把“冷”劍。這在目前來說還是電影的“黑科技”，不過空間當中的等離子體確實有“冷”有“熱”。“溫度”是物體分子熱運動的劇烈程度，分子運動速度快，溫度就高。等離子體是由離子和電子組成的，它們的速度也決定了等離子體的溫度，分為高溫等離子體和低溫等離子體。同時，等離子體的離子和電子的質量相差上千倍，有時離子和電子可以有不同的速度，也就有不同的溫度，如果它們溫度相同稱為熱等離子體，否則稱為冷等離子體。

宇宙空間中的溫度天差地別，等離子體也隨之不同。太陽大氣可以達到上百萬度的高溫，它的等離子體是“熱”的。地球磁層高能量的等離子體主要集中在“輻射帶”，而地球附近更加廣闊的空間中存在大量“冷”等離子體，組成了“等離子體層”。到了地球的電離層，等離子體溫度更低，大多不會超過上千度。另外一點，即使等離子體有相當高的能量，如果密度很低，也很難由碰撞傳遞熱量，感覺上仍然是“冷”的，這種既“冷”又“熱”與電影中的光劍有幾分相同點，而這樣的等離子體在宇宙中數不勝數。除了廣闊宇宙中低密度的等離子體，在電離層中，雖然大氣的密度並不低（相比宇宙空間），但這裡以中性大氣為主，太陽輻射電離產生的等離子體密度也是相當低的。

圖4 （左）太陽等離子體流向地球磁場；（右）示意圖：近地空間等離子體區域

什麼都能切割，但不能切開另一把光劍（磁場）

星戰中的人們為什麼都夢寐以求一把光劍？因為光劍實在是無堅不摧，沒有切不斷的物體，除了另一把光劍。真實當中的等離子體技術當然沒有這麼厲害，不過等離子體機械加工（焊接、切削等）、冶金、化工、表面處理等工藝，已經廣泛應用在我們當今社會，是新興的並且非常有前途的工業技術。空間中的等離子體往往沒有這樣的施展空間，但是有另一種“切割”，在宇宙空間中隨處可見——等離子體與磁重聯。就像前面所說，如果磁場方向相反，磁凍結的等離子體不能橫越磁力線，但當我們將磁場假想為一條條磁力線，方向相反的兩條磁力線都從中斷開，交叉重新連線——其實是磁場這種空間中的場的重構——這樣就能實現等離子體的交換，也就是發生了磁重聯。話說，光劍能夠對砍，也許是因為光劍等離子體不能橫越彼此的磁力線？！那麼絕地大師也許可以創立不能招架的磁重聯劍法！（趕快給編劇寫信去！）

宇宙空間中的很多現象都可以用磁重聯是解釋，現在這一理論得到了廣泛認可。太陽的日冕物質拋射（大規模的太陽等離子體向宇宙噴發）有很多理論解釋，很多理論中都用到了磁重聯；磁重聯是目前解釋太陽等離子體進入地球磁層的主流理論，理論認為太陽風等中的磁場與地球向陽面的磁場重聯，磁力線帶著等離子體一起到達地球背面的遠處，再發生重聯，使得一部分等離子體進入到近地空間；在地球較近的磁重聯可能使得等離子體獲得較大速度流向地球，沿著磁力線從夜晚側的地球極區衝入地球大氣（因為地球像一個大磁鐵棒，磁鐵上南下北，或者說是一個倒著指的指南針，所以地球極區是地球磁力線的出發點和匯聚點），還會引起地球磁場的劇烈變化。像這樣，空間中無色無形的磁場，就如同被“光劍”切開一樣，不斷切割、重聯，帶來各種空間現象。此外，空間中還存在著“切割”磁力線的等離子體流動，例如電離層中，等離子體被大氣的風帶著跑，橫穿地球磁力線，就會產生各種各樣的效應。

現實中的原型，我推測就是熒光棒或者說日光燈。

從外形上來看，確實有像棍子的地方。

但是從對戰方式還有人物設定（絕地武士&黑武士），以及這個武器的名字叫光劍，都可以表明，這確實是一把劍無疑了。

棍屬鈍器，劍屬利器，棍多用砸，拍，敲，擊，戳等方式攻擊，劍多用刺，劈，砍等方式攻擊，星球大戰裡的光劍，激發後殺傷力巨大，可以視作已經開刃，切從攻擊方式來看，更近於劍，所以說是光劍應該沒有問題。當然，也有一些異形光劍我覺得更近於矛等武器，但是統一一種說法也是可以的，不然說法太多了。最後，光棍和光劍那個好聽呢。前者聽起來就感覺lowlow的，像是個保鏢，後者就感覺使用者是個武士啊…