这是一个极好的问题。以至于虽然注定得不到什么关注，但我也愿意回答一下。

答案是，这与月亮的表面属性有关。

题主的直觉非常正确，对于漫反射或者所谓的“朗伯表面”（Lambertian surface）来说，一个曲面在所有方向上同等地反射光，遵守“朗伯余弦定律”。这意味着：远离我们的弯曲边缘应该反射更少的光。

让我展示一个从观察方向照射（即相当于满月）的朗伯球体的模拟图：

很明显，这不是满月的样子。满月的表面亮度几乎是均匀的，月球圆盘的边缘非常清晰，就像这样：

但月球表面既然也是粗糙的。那么，作为一个朗伯球体，为什么它的行为不像方程所说的那样呢？

这是一个让人们着迷了几个世纪的话题。最著名的论文是由 Oren 和 Nayar 在 1995 年发表的《朗伯模型的推广及其对机器视觉的启示》^[1]。在论文中，他们展示了一个更加平凡的例子：一个圆柱形粘土花瓶（左）的实际照片与一个朗伯模型（右）的图像：

就像月亮一样，看来粘土花瓶也不是朗伯反射器。但它的表面明显也不是镜面光滑的，所以不是所谓的镜面反射器。

那问题出在哪里呢？

事实上，朗伯模型假设物体表面平滑，然而，实际情况中很多物体的表面是相对粗糙的，在微观下凹凸不平，可以看作是许多微表面的集合。也就是说，它有比照亮它的光的波长大得多的锯齿状边缘：

当绘制相对粗糙的漫反射材质物体表面时，在高分辨率下，生成图像中每个像素近似只包含一个微表面，此时朗伯模型的假设尚且合理，但是在低分辨率下，生成图像中每个像素可能包含了大量的微表面，此时朗伯模型的假设就存在偏差了。

这种表面粗糙度使表面有点像后向反射器：一个“猫眼”表面，优先在入射方向反射光。

这种表面粗糙度的影响可能非常显著。下面是一个模拟球体的样子，75%是朗伯的，25%是后向反射的。正如我们希望看到的，它的表面亮度更均匀，而且它的边界更清楚，可以被更清晰地定义：

这就是满月表面亮度看起来均匀的原因：月球表面在光学上是粗糙的。并且这种光学粗糙表面与漫反射或朗伯表面非常不同。

当然我还应该提到，这里讨论的朗伯反射器的行为不同于朗伯发射器（例如恒星）。对于观察者来说，即使没有任何表面粗糙度，朗伯发射器也是一个平的圆盘。