物理学家眼中的雪花（图文）

夺标

物理学家教你雪景的正确打开方式——比你看到的美多了！

编译 小野

2015-12-12 09:07 来自 生活方式

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今年的雪景很美，刷爆了朋友圈；而“南方人第一次看到雪景的反应”这一话题，也上了微博热门。不过极客们也许要对这些晒雪景的朋友们嗤之以鼻了，因为在他们眼中，这些人大概都不懂如何“正确赏雪”。

本文为编译，有部分删节。作者：Lindsey Kratochwill 来源：popsci.com

《雪花：冬天的艺术结晶》是一本既能粗赏养眼，又能细读的关于雪花形成和形态的科普作品，作者Kenneth Libbrecht是加州理工学院的物理学教授，主业研究冰晶生长，而Rachel Wing则是加州Monrovia的公园管理员，和Libbrecht一起合作捕捉各种雪花的形态。两位探雪达人仿佛给读者带来了一台显微镜，打开了通向微观世界的道路，用最直接的形态向我们展示了小雪花里的大世界。不过，要找寻各种形态的雪花，必须首先了解它们各自形成的条件。书中Libbrecht和Wing给出了详尽的说明和方法，下图是不同温度和湿度组合下可能形成的雪花形态。

横轴是温度，纵轴是湿度。

戴帽柱晶体，六条交错分支形成的雪花，常见于0℃以下一点的环境中，和你想的不同，它在雪花中非常常见。

这些雪花照片拍摄于1885~1931年间，作者WilsonBentley是个佛蒙特里州的农场主，也是雪花摄影的先驱者之一，这引起了大众对微距摄影的极大兴趣，他拍摄雪花超过46年，作品超过5000幅。

凝滴态。这是典型的人造雪的形态，虽然远看和自然雪花没有区别，但实际上它们是截然不同的东西，细看人造雪花更像是凝结的水珠。

计算机演算的雪花。比起人造雪，计算机更擅长做这事。一半自然规律，一半数学算法，JankoGravner和DavidGriffeath开发了生成雪花的结构程序。核心算法模拟了自然界结晶生长的过程。AntoinClapier把计算结果转化成了图形。

实验室异型。实验室也是个造雪的好地方。这片古怪的雪花你绝对不会在自然界看到，它是科学家在实验室里，在特别的条件下生成的异型。

瘢瑕雪。看上去有些杂质，好像也是假的，其实不是。它是在自然形成的过程中，表面又被云水凝霜形成的。

三边分叉晶体。三边形和六边形都是自然雪花中常见的形态，但是三边形成型更快，但作者表示三边形雪花的成因在截稿前还没能彻底搞清楚，貌似空气动力学起到了主要作用。

子弹花。这也是一种柱状雪花，就像子弹头组成的花朵。它们是围绕着一个内核共同长成的。

伞饼。没错，这货也是片雪花。你能看到六棱柱状的骨架。

南极雪。这也是雪花哟。它们是在南极的极端气候下形成的。