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为什么雪花都是六瓣的?
雪花几乎都是六瓣的,可每一片又都长得不一样。六,来自冰天生的六边形骨架;不一样,来自每一片雪花从云里落到地面走过的路线。

答案
下雪的时候接住一片雪花,用放大镜看,它几乎是六瓣的,像一颗小小的六角星。可是世界上没有两片雪花长得一模一样——那为什么「瓣数」偏偏永远锁定在六?
答案藏在水分子的排列方式里。一个水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。水结成冰时,每个水分子会伸出「手」(氢键,hydrogen bond),同时抓住四个邻居,排成一层层规整的六边形网格。这种结构叫六方晶系(hexagonal crystal system)。冰的骨架天生就是六边形的,从它上面长出来的晶体,自然也只会朝六个方向发展。
雪花一开始只是一个极小的六边形。六个角向外长,变成六条「手臂」(枝晶,dendrite),每条手臂的两侧再长出小枝杈。整片雪花在下落时经历的温度和湿度几乎一样,所以六条手臂长得几乎对称。
那为什么每一片又都不同?因为每一片雪花从云里落到地面,走的路线都不一样。温度高一点长成薄片,低一点长成细针——NOAA 的记录是:大约 −15°C 时常长成扁平的片状,大约 −5°C 时更容易长成针状。路线不同,成品就不同,但六边形的底子一直没变。
动手试试: 拿一张黑色卡纸放进冰箱冷冻室,一小时后取出来,对着光用放大镜看。上面那层白霜就是冰晶,运气好能看见六角形和细针。想看得更清楚,可以在两片玻璃中间夹一小滴水,再放回冷冻室,看冰晶从边缘一点点长出来。
一句话: 雪花不是被剪成六瓣的,是水分子排队的时候只肯站成六边形。
青山的想法
我一直以为雪花是六瓣的,是因为它被剪成那样。原来是水分子自己排队,只肯排成六边形。


