雪花:从结晶到孤独,一个科学与人心的观察侧记

下雪了。我决定什么都不干,就站在窗边看。 雪花落得慢。像在慢慢悠悠地挑选降落位置。风一吹,又乱了,有的往上飘,有的斜着扑过来——你根本猜不到下一秒它会落在哪。小时候课本上说雪花是六角形的,可眼前这些,有的像碎渣,有的像小片片,有的甚至像一根针。所以,雪花到底是个什么玩意?

雪花是怎么长出来的?

先泼盆冷水:你在城市里看到的绝大多数“雪花”,根本不配叫雪花——它们只是冰粒,或者被风折断的碎冰。真正的雪花,从结晶开始就有严格纪律。 事情是这样的。云层里水蒸气碰上凝结核(比如一粒灰尘),会直接跳过液态阶段,变成冰晶。这个动作叫“凝华”。对,没经过水,所以跟“冻雨”那种粗暴不一样。冰晶最初是个六棱柱,然后六个角开始疯长。为什么是六个角?因为水分子在晶体里的排列,只允许它这么玩。每个新来的水分子,都得乖乖坐在一个特定格子,像乐高积木一样,一个扣一个。就这样,一片雪花慢慢长成了你熟悉的“星状”或者“板状”结构。 不过,这个生长过程一点都不岁月静好。空气温度、湿度、上升气流,全在捣乱。温度稍微变一点,雪花就长歪。湿度一高,它就开始疯狂生出树枝一样的侧枝。所以你看到的花样繁多的雪花,其实就是一场气象条件的大乱斗。每一片都不同,这不是诗人的胡诌,是物理事实。
雪花冰晶形成过程水分子排列示意图
雪花冰晶形成过程水分子排列示意图
说到这,我想起一个细节:雪花在空中其实会翻转。它一边掉,一边翻滚,经历的气温湿度不断变化,所以它的枝杈会突然变个方向,或者长出新的小装饰。

别迷信六边形了,雪花比你想象的还离谱

哎,小时候那个“雪花都是六角形”的谎言,坑了我好多年。事实上,雪花有三角形的、针状的、空心柱的,甚至有一头尖一头钝的畸形货。给你个粗暴的“温度-形状”速查表:
  • 0℃附近:细小的六角板
  • -2℃到-5℃:薄片、星状
  • -5℃到-10℃:针状、空心柱状
  • -15℃左右:树枝状,就是那种标准的大雪花
  • 低于-20℃:板状、不规则
而且,同一个云团里,因为位置不同,温度湿度也不同,所以掉下来的雪花可以是混合形状。这就是为什么一场雪里,你能捡到各种奇形怪状的东西。 日本有个物理学家叫中谷宇吉郎,外号“雪花先生”。他做了一件特疯狂的事:在实验室里种雪花。琢磨出温度和湿度怎么影响形状,最后画了一张“雪花形态相图”。这玩意儿到现在还是大气科学教材里的常客。但你知道吗,即使有了这张图,你依然不能精确预测一片雪花会长成什么样——因为那个过程对环境的细小扰动敏感得要命。
雪花晶体形态分类相图
雪花晶体形态分类相图
顺便说一句,雪花最宽可以到5毫米左右,但通常你看到的只有1-2毫米。那个“鹅毛大雪”,其实是很多雪花在空中粘在一起,扯成了大团块。

一个纯粹的随机性,为什么让人类感动到落泪?

一个纯粹的随机性,为什么让人类感动到落泪?
一个纯粹的随机性,为什么让人类感动到落泪?
说实话,我一开始写这篇东西,是带着情绪的。因为窗外的雪,让我突然有点想哭。别笑话我——每个人看到雪的瞬间,心里都会泛起一些乱七八糟的念头。 科学说,雪花是水蒸气凝华、再结晶的一个普通物理现象。但只要你在空旷的地方站久一点,让雪花落在肩膀上、睫毛上,你就会体验到一种特别不科学的东西。那种感觉像是世界忽然变慢了、变干净了。连最吵的城市,都被盖上一层软绵绵的隔音棉。 中国人讲“瑞雪兆丰年”,讲的是农业。但雪的益处不止这些。它还能把空气里的颗粒物带下来,让PM2.5骤降。你捂着鼻子出门,深吸一口气,嗯,有一股冷冽的甜味。这种甜味,大概是氧气分子在寒冷中给你的奖励。 文学里,雪更是一种巨大的隐喻。古人写“孤舟蓑笠翁,独钓寒江雪”,那不是写景,是写孤独。我朋友圈里最打动我的一条,是朋友说:“下雪了,好想跟你去踩脚印。” 你看,雪花永远能把人的小情绪放大。它短暂、脆弱、不可复制,每一片都活不过几秒。这说到底,像极了那些美好却抓不住的人和事。 所以,我站在窗边,看了半小时。什么也没想清楚,但好像又什么都想通了一点。雪花这东西,你越研究它,越会发现它的不可控;而你越感受它,越会发现它的温柔。 那就这样吧。下次下雪,你去接一片看看。别戴手套。让它在你掌心化掉,你会觉得指甲缝里都是凉的——那种凉,会顺着神经爬到心里,让你突然很安静。 这篇文章没有结尾。就像雪花一样,飘到哪算哪。
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文章名称:雪花:从结晶到孤独,一个科学与人心的观察侧记
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