試想下:寒冬臘月的東北,天兒冷得能凍掉下巴。大清早推開屋門,嗬!白茫茫一片,雪花還在不停下著。隔壁鄰居蹲在雪地里,舉著個放大鏡看了半天,突然扯著嗓子喊:“這雪花咋沒有倆長得一樣的呢?”
全球每年飄落的雪花能裝滿千萬億個游泳池,可自打史前到現在,愣是找不出完全相同的兩片雪花。這事兒有意思嗎?咱今兒個就聊聊雪花那點兒事兒。
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一片雪花輕得能飄上天,五千朵才湊夠一克重,可就是這么個小玩意兒,藏著大自然精密的流水線。從古至今,多少科學家憋著勁兒想找出兩片一樣的雪花,結果呢?連拍了幾萬張照片的美國攝影師都直搖頭:“沒戲!”
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雪花的獨特性,最早還得從冰晶的“生長規矩”說起。西漢時期的老祖宗就發現,“草木花多五出,雪花獨六出”。
現代科學看得更透徹:雪花本質是水蒸氣抱著空氣中的微塵顆粒當“核兒”,一層層把自己凍成冰晶。這些冰晶天生帶著四根“軸”:三根橫著擺成60度角,一根豎著插中間,專業術語叫“六方晶系”。
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冰晶長成啥模樣,全看豎軸(主軸)和橫軸(輔軸)誰跑得快。溫度高點兒(接近零度)時,橫軸撒丫子瘋長,雪花就變成六邊形薄片;溫度驟降到零下30度,豎軸一騎絕塵,雪花立馬抻成細針狀。
濕度也來湊熱鬧,空氣干巴巴時,冰晶長得慢吞吞,只能憋出柱狀、針狀這些基礎款;可要是水汽足得能擰出毛巾,冰晶的犄角旮旯就能冒出枝杈,長成星星、松針、羽毛這些花里胡哨的造型。
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您可能要問:同一片云里掉下來的雪花,環境差不多,憑啥不能長成雙胞胎?關鍵在于雪花飄落時壓根不會走直線!它們在空中翻跟頭打轉兒,每片雪花經歷的溫度、濕度、氣流波動都不一樣。
這就好比把十萬個面團扔進顛簸的卡車,指望烤出完全一樣的餅干,純屬癡人說夢。更絕的是,冰晶的棱角比平面更容易“抓”住水汽,導致枝杈越伸越長,而細微的環境差異會被無限放大。
科學家做過實驗,真空中生成的冰晶全是規規矩矩的三棱柱,可一旦摻進空氣雜質,立馬“放飛自我”。
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為了驗證雪花獨特性,人類沒少折騰。1885年,美國農民威爾遜·本特利舉著木頭相機沖進暴風雪,成了世界上第一個給雪花拍“證件照”的人。他攢了五千多張雪花照片后斬釘截鐵:“每片雪花都是孤品!”
一百多年后,自然攝影師麥卡錫扛著高清鏡頭接著找,數萬張照片拍完,照樣兩手空空。最較真的當屬加州理工學院的利布雷希特教授,他在從不下雪的帕薩迪納建了間“雪花工廠”,用藍寶石玻璃和精密儀器調控溫濕度。
憋了整整二十年,終于在2015年搞出重大突破,他把兩粒冰晶種子并排放進完全相同的環境,結果養出了近乎復刻的“雙胞胎雪花”。
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“咱沒違背物理定律,就是鉆了個空子!”利布雷希特舉著顯微照片嘿嘿一笑。可明眼人都清楚,這種實驗室里的“復制品”就像溫室里的花,經不起自然風雪的摔打。
真實雪花的復雜度遠超想象,一片雪花平均0.02克重,包含約6000億億個水分子。這些分子在凍結時還得裹上塵埃、細菌、污染物等“夾心”,排列組合的可能性比全地球的沙子總數還多。
數學家們早看透了:就算真有完全相同的兩片雪花,人類也沒法驗證,融化掉一片,另一片的比對樣本就沒了。
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雪花的唯一性,反而成了科學家的寶藏。日本物理學家中谷宇吉郎發現,雪晶的形狀就是天然的“高空氣象報告單”,通過分析雪花結構能反推大氣層的溫濕度變化。
凝聚態物理學家更把冰晶當作微型實驗室,冰晶脆弱又短暫的特性,逼著他們研發超高精度的觀測技術,這些技術后來被用于研究藥物分子、半導體甚至太陽能電池。
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農民們不懂這些大道理,但“瑞雪兆豐年”的俗語早刻進骨子里。積雪像條厚棉被捂著冬小麥,既擋寒風又存水分,開春融雪直接澆地。
聯合國數據顯示全球七成淡水資源被封存在冰原雪山之中,這些緩慢釋放的“固體水庫”,養活了從尼羅河到長江邊的億萬生靈。如今再看雪景,心境已然不同。
每一片落在手套上的雪花,都是水分子在天地熔爐中歷經的傳奇雕塑。即便最微小的存在,也有權利活成獨一無二的模樣,您說是不?
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