看雪新姿势，雪花的秘密你知道多少？

冬季从哪天开始算？阳历的12月1日？还是阴历的10月1日？亦或是24节气的立冬？

第一次认真思考这个问题，却发现冬季的起点在不同的历法中是不一样的。

气象学中把五日平均气温连续五天低于10℃算作入冬，更是完全没有了固定的日期。

小时候，一家人总会在晚上七点半准时守在电视机前，看中央台的天气预报，只记得当主持人口中频繁提及一个遥远的词汇时，冬天就来了，然后，雪也来了。

当汹涌南下的西伯利亚寒潮同来自海洋的暖湿气流正面对撞时，一场大雪便呼之欲出——此刻，我们头顶的天空正在上演这样的故事。

小雪节气已过，北方已经开始落雪，家乡的小伙伴们都忙着堆雪人、打雪仗，而第一次在南方过冬的我，看着窗外碧绿的大树，不禁心生疑惑：“我这里会下雪吗？”

我扒出一张气象地图：

全国1月份平均气温▼

那些深蓝色的地方，在10月中下旬就开始漫天飞雪，雪花可以像冰激凌一样一层一层地堆积，最后形成可爱的雪蘑菇和雪沿儿。

雪蘑菇，雪在突出地面的物体上积聚形成▼

雪沿儿，积雪从斜面上滑下悬垂在空中▼

而浅粉色以南的地区，下雪已属少见，橙红色的区域就更难见到雪了。

不过，如果南下的西伯利亚寒潮足够强劲，0℃等温线是有可能被推到广东一带的。

2016年1月24日，广州城区破天荒地飘起了雪花，一时间全城轰动。

人们把还没来得及化掉的雪花收集起来，小心翼翼地捏成雪人，当时的画风是这样滴：

这是自建国以来，广州城区第一次下雪，而广州人民若要与雪互动，更现实的形式是这样的：

广州某商场的雪屋（摄影©孤城）▼

南北差距有多大，请自行体会：

对雪情有独钟的何止是我们，看看这些美爆了的称呼，古人对雪的热爱可一点都不逊色于今人：

欲验丰年象，飘摇仙藻来。唐 · 张说

瑞叶飞来麦已青，更烦膏雨发欣荣。宋 · 范成大

仙藻、瑞叶——这是凌空飞舞的大雪：

旭日开晴色，寒空失素尘。唐 · 李商隐

晚雨纤纤变玉英,小庵高卧有余清。宋 · 苏轼

素尘、玉英——这是窸窸窣窣的小雪:

朝来试看青枝上，几朵寒酥未肯消。明 · 徐渭

忽如一夜春风来，千树万树梨花开。唐 · 岑参

寒酥、梨花——这是树枝上的积雪:

独来独往银粟地，一行一步玉沙声。宋 · 杨万里

对琼瑶满地,与君酬酢。宋 · 辛弃疾

银粟、琼瑶——这是地面上的积雪:

除了编排词句，古人对雪花也是颇有一番研究的。

早在公元前150年左右，汉朝的韩婴博士就在《韩诗外传》中这样写道：

凡草木花多五出，雪花多六出，其数属阴也。

“草木的花多是五瓣，而雪花多是六瓣”，这大概是地球上最早描述雪花结构的文字了。

然而对于雪花为什么会长成六瓣，儒学大师朱熹曾给过这样一款答案：

朱子的解释虽形神俱备，但似乎有点跑偏了。不过，以当时的科学认识水平，能用类比归纳法去推理雪花的成因已属不易。

实际上，每一片从空中飘落的雪花，都经历过这样一个奇妙的生长过程：

雪花晶体的结构也远远不止“六出”这么简单。

加州理工学院的物理学教授 Kenneth G · Libbrecht 是一位雪花痴迷者，为了研究雪花的构造，他还专门搭建了一个实验室。

来看看显微镜下的雪花有多惊艳：

以下图片均来自Libbrecht教授的网站：

snowcrystals.com

且已获得教授本人的授权，请勿擅自引用

给雪花打上彩光会有更加迷人的视觉效果：

Libbrecht教授不仅跑遍全国拍摄天然雪花，还在实验室里“雕刻”雪花，并自豪地称之为新的“冰雕艺术”。

脑补一下画面：

真实的场景其实是这样哒：

这是实验室中雪花晶体的生长过程（雪花周围的黑点是水蒸气在蓝宝石基板上冷凝生成的小水珠）：

硬 科 普 预 警

水分子在结晶时，受其化学键本身性质的影响，最终会生成六棱柱状的晶体结构。

雪花是在冰晶的基础上生长而成的，所以它的六边形构造是由冰晶的形状决定的。

冰晶继续生长，消耗周围的水蒸气，使得越靠近晶体的地方空气越稀薄，故而水蒸气是朝着冰晶移动的。

迎面而来的水分子会先遇到冰晶的凸出部分，并在这里凝华，于是冰晶的凸起将率先迅速生长，最终形成枝叉状。

如果没有外界干扰，分子结晶的过程是以耗能最低的方式自发进行的。

因为粗糙的表面有更多的可结合化学键，水分子更容易依附，所以不平整的表面最终都会被填平，由此形成了雪花晶体光滑的表面。

另外，雪花在空中飘浮时还会环绕中心对称点不停地旋转振动，这就等于雪花的每一边都处在完全相同的空气环境中，如此就保证了雪花在生长过程中始终是对称的。

可如果雪花在降落的时候，沾上了微小的尘埃颗粒，会使旋转失衡，雪花晶体便不能向各个方向均匀生长，这便产生了不规则结构的雪花。

有时候，两朵雪花会在空中碰撞并粘连在一起，形成新的雪花单体，这朵新雪花的花瓣就会超过6个，甚至能刚好达到12个，并且依然对称。

空中的雪花是如此之多，以至于这样苛刻的碰撞也并不难发生。

还有一种雪花，它的表面并不是光滑的，而是长满了小豆豆，感觉像砂纸一样。

这是因为雪花晶体在云层中粘上了小水珠，小水珠又在冰晶表面凝结成了冰珠。

20世纪30年代，日本物理学家发现，雪花晶体的形状和环境的温度与湿度密切相关，并绘制了一份图表。

雪花从数千米的高空飘落，可能会穿越不止一个温度区间，所以也不乏一些跨界生长的混血儿，譬如下面这位：

它很可能是在-7℃的环境里出生，然后在空中随风游荡，不料进入了-15℃的温度范围，只好入乡随俗，在两端又长出两个帽子来。

警 报 解 除

因为温度和湿度不受控制，再加上粉尘的影响，所以天然的雪花实际上是千奇百怪的，也并非所有的雪花都有花的形状。

然而，在实验室里，“冰雕大师”却得以大显神通。用不同的温、湿度组合，可以有效地控制雪花晶体的生长。

一般来说单个晶体需要15到20分钟长成，但Libbrecht教授显然很享受这个过程，于是常常放任它们生长好几个小时。

各种各样精美复杂的雪花就这样被“雕刻”出来了：

在实验室里，甚至可以得到两个几乎长的一样的“双胞胎”雪花：

当然，差异还是有的，左侧的那个明显多了个“心眼”。

世界上没有两片完全一样的雪花。

首次将雪花晶体的六边对称结构作为一种理论来研究的是德国物理学家约翰尼斯·开普勒。

没错，就是那位发现了行星运动三大定律的天才开普勒。

1611年，开普勒写了一篇名为《六角形的雪》的论文，并把它作为新年礼物，送给了当时给他开工资的老板——罗马皇帝鲁道夫二世。

当时的人们认为，雪花和所有的花一样是有生命的，它的六瓣花形状是由它的灵魂决定的。（有趣的是，中国人讲阴阳，西方人讲灵魂，在对雪花的认知上，竟体现出了两个民族截然不同的性格。）

可开普勒在论文中批驳了这一说法。他从加农炮弹珠很容易被堆垒成六边对称形的特性，推想到雪花可能也是由许多小球体紧密堆积而成的。（可怜我们的朱熹在800多年前只能用泥团来做类比……）

他敏锐地意识到雪花晶体的六边对称结构是一个非常值得探究的科学问题。可惜当时原子学说还没有面世，天才开普勒也只能在论文的末尾无奈地承认“当代的科学理论还不能解释这个问题。”

1864年的一天，来自美国缅因州的弗朗西斯·查克林夫人坐在家里盯着窗外纷飞的大雪发呆。

她把目光落向窗台，发现几片新飘落的雪花立在毛茸茸的雪里，心生好奇，凑上去观看。

雪花精巧绝伦的形状惊到了她，她赶快拿来纸笔，把它们画了下来，并随后用白纸剪出了雪花的形状。

弗朗西斯夫人的这一动作迅速发展成不可收拾的爱好，于是她天天盼着下雪，好记录雪花，最终竟积累出了一本风靡一时的书《Cloud Crystal: A Snow-Flake Album》（《云晶：雪花专辑》）。

来自美国佛蒙特州一个偏远小镇上的农民威尔逊·本特利（Wilson Bentley）是世界上第一位拿起相机记录雪花影像的人。

威尔逊19岁时在母亲的支持下买了一台相机，并把它和自己平时用来观察雪花的显微镜组装在一起。

1885年冬天，历史上第一张雪花晶体的照片在威尔逊的奇思妙想下诞生了。

拍摄雪花成了威尔逊在冬天最大的乐趣，而少年时发明的“显微照相机”也陪伴了他随后46年的农场生活。

威尔逊的一生记录了超过5000朵雪花晶体的影像，感谢这位平凡的农民，让我们得以看到一个世纪以前的雪花。

迄今为止，有记录的最大的雪晶单体的直径达到10.1毫米，显微镜的视野都容不下它，摄影师只得将其分成四个部分拍摄，然后后合成整体。

一般情况下，雪花晶体的尺寸要小得多，同一枚硬币对比可见端倪。（最下面只露出一半的便是那片巨无霸雪花）

还有更小的雪花，直径不过0.05毫米，那是一根头发丝的尺寸。

这些细微的事物是这个世界不轻易示人的美好，它们被大多数的人忽略了，然而它们也撑起了另一些人大半生的快乐。

快乐，并不是一种很奢侈的东西，关键是要知道往哪里找寻。

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