没过脚踝的积雪抚平森林崎岖的地面，使之变得凹凸有致。太阳出来了，雪地从一片柔和的白，变作成千上万个明亮刺眼的光点。如果你用指尖挑了一小块闪亮的雪花，放在太阳光下，会捕捉到每片雪花上细微的装饰物，揭示出那些完美对称的臂形、针状，还有六边形的结构。
如此美景，是如何诞生的呢？
1611年，约翰尼斯·开普勒在解释行星运行之余，抽出时间来思考雪花的奥秘。令他尤为不解的是雪花六条边的规整性。他说：“必定有某个确定无疑的原因，要不然，为什么无论何时雪花降落，其初始结构都无不呈现为六边形小星体形态。”开普勒试图寻找一个既遵循数学规则又符合博物学模式的答案。他注意到，蜜蜂的蜂巢与石榴种子的排列方式，都是六边形。这或许反映出几何效率。然而，水汽既不是像石榴籽那样被挤成一圈，也不是像昆虫巢穴那样被搭建而成。因此开普勒认为，这些生物界的例子无法揭开雪花构成的成因。花朵和很多矿物并不符合六边形规则，这进一步冲击了开普勒的研究。三角形、四边形和五边形也能组合成精妙的几何图形，如此一来就排除了纯粹几何的可能性。开普勒沮丧地结束了他那篇论文，未能瞥见知识冰宫大门外面的景象。
如果他认真考虑原子的观念，或许就能从沮丧中摆脱出来。原子观念源自古代希腊的哲学家。在开普勒那个时代，17世纪早期的科学家大多已经对这种观念失去了兴趣。到17世纪末，原子论重新流行起来，教科书和黑板上四处舞动着小球与小棍的美妙组合。现在，我们用X射线轰击冰块来寻找原子，从中发散出的射线类型，揭示出一个比人类日常生活尺度微小一千万亿倍的世界。我们发现，氧原子呈锯齿状分布，每个氧原子与两个氢原子拴在一起。氢原子一刻不停地运动，同时放射出电子。当我们深入分子层面，从各个角度观摩分子的规整性，我们发现，原子的排列方式正如开普勒的石榴籽一样！雪花的对称结构，正是从这里开始。水分子的六边环一个叠一个，始终呈现为六边形结构。氧原子的排列不断扩展，达到人眼可见的尺度。
冰晶形成过程中，又会给雪花基本的六边形结构增添各种不同的装饰。温度和空气湿度决定着最终的形态。极寒冷干燥的空气下，将会形成六棱柱形雪花。南极覆盖的雪花就是这类简单的形态。随着温度上升，冰晶笔直的六边形大厦开始动摇。我们现在依然没有完全弄清这种不稳定性的肇因。看起来，冰晶边缘某些地方的水汽似乎比其他地方凝结得更快。空气状况的细微变化，对冰晶的增长速度带来极大的影响。在极其潮湿的空气中，雪花的六个角将会延伸出宽臂，这些宽臂随即转变为新的六边形平面。若是空气足够暖和，则会长出更多的附属物——星体上又多出几条臂。其他温度与湿度的组合，会促使形成中空柱状雪花、针状雪花，或是表面凹凸不平的片状雪花。随着雪花的降落，风卷着雪花漫天飞舞，这时空气中温度与湿度会发生无数细微的变化。没有任何两片雪花经历的是完全一样的过程。对于这些各不一样的历史事件，独特性就体现在每片雪花独一无二的结晶形式上。由此，历史事件的偶然性叠加于冰晶形成规律之上，构成秩序与变化之间的张力。正是这种多样性令我们赏心悦目。
（摘编自乔治·哈斯凯尔《看不见的森林》，熊姣译）
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