有两片相同的雪花吗？
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每年的第一场雪总是令人兴奋的，不是吗？睁眼醒来，窗外的世界已然银装素裹。2019年11月的最后一天，天空用这种特殊的方式告别11月，迎接12月。当你沉浸在雪带来的欢乐中，不妨仔细观察手中的雪花，你会发现每片雪花都长得很像。可事实上，世界上几乎不存在两片完全相同的雪花，就像人的指纹一样，每一片雪都独一无二。
真的找不到两片一样的雪花吗？我们先来了解雪花是如何形成的。
要形成雪必须满足几个条件。首先，冷——大气温度必须足够低。同时，空气中需要有水分子的存在。在冷空气的作用下，水分子会围绕一些小颗粒一层又一层地凝结，这些小颗粒包括灰尘或花粉颗粒，冰晶就在上面慢慢形成。当冰晶悬浮在大气中(通常在云层中)时，更多的水分子依附到冰晶上。水分子本身的化学性质决定了它们会向六个方向不断延展，形成规则的六边形。最后，冰晶互相碰撞，从而形成更大的冰晶，称为雪花。
雪花看起来是不是都很像？如果用肉眼观察同一时间落下的雪花，它们似乎没什么分别。如果你比较雪花的早期阶段，也就是它们没有大量延展之前，它们看起来会更像。这是因为在落到地面之前，温度维持在-13ºC至-11ºC之间的雪花能长时间保持着简单的六边形结构，因此我们几乎无法分辨它们的区别。
这是我们肉眼看到的，但在分子水平上，世界上几乎不存在两片完全相同的雪花。原因有很多。
首先，每片雪花包含大约10的19次方（1后面跟19个0）个水分子。这么多水分子，它们的排列方式几乎有无数种，所以不太可能有两片完全相同的雪花。
而且，还记得形成雪花前的小颗粒吗？灰尘、花粉或者别的小东西，这些初始材料的不同，让雪花从“出生”开始，就注定了要独一无二。
最后，要想得到两片完全相同的雪花，你需要有完全相同的形成条件，而在自然界，这基本上是不可能的。每个雪花从天空到地面都经历略有不同的路径，因此沿途遇到的大气条件也会有所不同。例如，在不同湿度的环境中，这些六边形晶体也会有所不同。湿度低，也就是干燥的空气会促进六边形表面的生长；而较高的湿度则会促进尖端边缘的生长；更多的水蒸气还会导致晶体生长得更快，也会让形状变得更为复杂。
这些都是大自然为雪花成长提供的环境，即使都是六边形的晶体，不同的经历也会让它们很不一样。这就好比双胞胎，他们长得很像，并且可能有着相同的遗传信息（同卵双胞胎），但随着时间的流逝，不同的经历让他们成为了完全不同的人。
总之，有时候两片雪花看起来很像，尤其是它们形状简单的时候。但是如果你仔细观察任何两片雪花，每一片都是独一无二的。
参考资料：
http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/alike/alike.htm
https://www.thoughtco.com/why-all-snowflakes-are-different-609167
作者：董依明
审稿：于颖卓，中科院地理科学与资源研究所博士
