《雪花的答案》世界上竟有两片完全一样的雪花！

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冰钰愛玥

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发表于 2017-09-14 15:02

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“世界上没有两片完全一样的雪花”“世界上没有两片完全一样的叶子”“世界上没有两粒完全一样的沙子”……这些流传已久颇有哲学意味的古话，不禁引起我们的思考，我们日常生活中那些为数众多且貌似大同小异的东西，其中可能藏着很多微妙的奥秘。它们太普遍了，以至于我们完全忽视了它们的细节。

上面这幅照片展示的是借助显微镜拍摄的4枚雪花，它们的外观有着非常惊人的相似度，肉眼看去几乎没什么分别。说到显微镜，大多数人熟悉的是中学时用它来观察植物叶片，实际上，用它来看雪花也是同样的方法。从技术上讲，我们只需要在寒冷的冬夜把显微镜搬到户外，用玻片去接点空中飘落的雪花，然后拿到显微镜下拍摄，就能获得雪花的微观影像了。可问题是，怎么能一下子接到4枚长得一样的雪花呢？我们还是先从雪花的形成说起吧。

雪花是在云彩之中形成并经过加工之后才飘落到我们地面上的，不同地方的云彩温度不同，湿度不同，所以形成的雪花也各式各样。就算是同一片云彩中相距很近的地方形成的两片雪花，飘落到地面的过程中遇上高空气流的变化，雪花也可能会被吹到各个方向去，它们几乎不可能经历完全一样的路径落到地面，所以最终来到我们玻片上的雪花一定是形态各异的。我们最熟悉的雪花通常有六个分支，它们有的呈星形，也有的像个六角形盘子。它们大小尺寸也不一样，枝丫繁茂的雪花通常个头大，而六角形盘子尺寸小一些。

在雪花飘落的过程中还可能经历相互碰撞，所以如果我们最终能拍到粘连不严重且自身形状完好的雪花，那真是大自然给我们的馈赠。由于生长环境的不同，不是所有雪花都能长得枝丫繁茂，有很多雪花也可能只是光秃秃的细针或不成形的碎粒。

此外，并不是所有的雪花都是六瓣的。也有两瓣、三瓣、四瓣、十二瓣甚至二十四瓣的雪花。其中二十四瓣的雪花比较罕见。

说到这儿，我们不难发现，大自然的雪花千变万化形态各异，要想用一片玻片接到4枚长得一样的雪花，那是完全不可能的！的确，在大自然的天然环境中，这是不可能完成的任务。但是，在实验室里，已经有科学家克服了这个难题，这就是加州理工大学的肯尼思•利布雷希特教授。
肯尼思•利布雷希特夫妇居住在美国的南加州，他们从小在有雪的地方长大，所以关于冬天的记忆里充满了雪球、雪人、滑雪、坐雪橇等场景。南加州的冬天常有晴朗的蓝天，很多美国人会把那里作为度假的首选地之一，可这对夫妇偏偏不走寻常路，他们总在大冬天的时候带着孩子们一路北上，为的，只是去找寻更多的雪花。

过去这些年，肯尼思夫妇拍摄了很多美丽的天然雪花。大自然是完全不受我们某个人的掌控的，正是由于有了这种随机性、不确定性，所以拍摄天然雪花的过程充满惊喜。然而，在拍摄天然雪花多年之后，肯尼思教授也一直想要研究实验室里的雪花。毕竟，人造雪花的尝试早在几十年前就有很多前辈做过了，只是，其精美程度比天然雪花差很多。于是，肯尼思教授自制了一个电控冷柜系统，通过人为调控雪花的生长环境条件，就能在冷柜里长出很多精美的雪花。而这些雪花的形态比起天然雪花毫不逊色，甚至还更惊艳。

在自制雪花的时候，如果在一个玻片上同时生长两片雪花，由于调控的环境条件精确一致，没有高空气流的随机影响，雪花下落的过程中彼此之间也没有相互碰撞，最终就可能长出两片一样的雪花来。

那么，古人的老话岂不是彻底被颠覆了？不，对自然界的天然雪花来说，这句格言仍然有效，但对于人工制造的合成雪花来说就不适用了。关于雪花的研究理论，有些已经很成熟，也有些看似简单的谜题至今还未得到解答。雪花为什么大多有六个瓣？雪花为什么会长出这么多奇特的图案，跟分形有什么关系？怎样在实验室里制造出两枚完全一样的雪花？我们自己也能用显微镜拍摄雪花吗？想要知道关于雪花的更多秘密，领略天然雪花和人工制作的合成雪花各自有怎样的魅力，就来肯尼思夫妇最新出版的这本书里寻找答案吧，相信你会满载而归，甚至还会收获很多惊喜！