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2024-08-29 04:43
螺丝之家一、雪花为什么是雪花的形状，？
冬奥会开幕式上的大雪花有一片片小雪花铭牌组成，这也是藏在雪花晶体中的秘密，请让我们一起深入地聊一聊雪花的细微结构吧！
雪花何处寻
雪花是什么形状呢？
落在衣袖上尚可观察一番，但若落在手心，恐怕很快就会融化了。北方的鹅毛大雪相较于北方的零星点点，更加容易观察，穿着厚厚的棉衣，带着个放大镜，就能观察到雪花晶体，而且天气越冷越清晰，像深夜里一颗颗耀眼的小星星，闪闪发光。
不过，大家要注意一下，雪花可不是五角星，而是六角的，至于为什么是六，一会儿我们就会说到了。
有些北方的小伙伴，可能还会在寒冷的冬季，见过冰窗花，十分的瑰丽动人，就像是结冰而成的羽毛或树枝的形状。
说到这，突然想起来一个有趣的小问题，冬天玻璃窗上形成的冰窗花，一般是在窗户的哪一侧呢？
- A. 靠屋里的一侧
- B. 靠屋外的一侧
不知道看推文的小伙伴们中有几个能答对。
❝ 答案：B. 当室内外温差很大，而且室内的湿度又比较大的情况下，靠近玻璃窗的那些水蒸气，就会凝结成固体的水冰晶，依附在玻璃窗上。 ❞
如果你在清晨起床时，看到了玻璃窗上的冰窗花，忍不住想用手触摸一下的话，大概冰窗花就会被你糊掉，消失不见了，正所谓“爱她，就要给他自由”，不然你的采摘，可能会让花朵枯萎。
当然，还有个要求，就是室内和室外的温度都要低于零度才可以，现如今，北方基本上家家户户都有暖气，屋外寒风暴雪，屋内穿着短袖吃雪糕，所以估摸着年龄比较小的小伙伴可能没怎么见过冰窗花。
为什么要提到冰窗花呢，因为从晶体结构来看，冰窗花和雪花具有相同的形状。
雪花之形
❝ 在显微镜下，雪花都是美的奇迹。如果这种美无人能看到或是欣赏到简直就是遗憾。——威尔逊本特利 ❞
这是美国佛蒙特州一个偏远小镇上的农民威尔逊本特利在一个世纪之前记录下来的雪花晶体影像。可以说，威尔逊时世界上第一位用相机记录雪花晶体地人。
「雪花，形如其名，也是一种绽开的花朵，有着摄人心魄的美丽。」
许多科学家是雪花的超级大粉丝，比如德国物理学家约翰尼斯开普勒，加州理工学院的物理学家肯尼思·利布莱希特教授等，都曾为雪花著书立传。
雪花，就像一枚洁净的水晶制成品，六支根部相连，「有序与无序」、「有意与无意」、「确定与不确定」统统混杂在一起，虽然有规律可循，但也没有一个专门描述这种晶体形状的名称，于是乎，只好用她的名字为这种形状命名，「雪花状」。
作为世界未解之谜之一的「麦田怪圈」，就出现过类似雪花状的。
然而，即使在这个大数据时代，我们可以通过电子设备分辨雪花的上百上千种细微特征，雪花恐怕也会有亿亿种不同的形状，但在我看来，我觉得找到完全相同的两片雪花是不可能的。「美国《国家地理》」 有一篇文章也曾表示过相同的观点。
作为一名统计学研究者，难免习惯性地从统计学角度来看，因为世界是变化的，所以我们所说的一切概率都是有条件的，那么，出现完全相同的两片雪花怎么可能呢？
不过 「《生命科学》(Live Science)」 上有一篇文章却说雪花是可能重复的，甚至有人宣布发现了两个完全一样的雪花。
正所谓仁者见仁，智者见智，至少我很认同:
❝ 古希腊哲学家赫拉克利特说的那句：人不可能两次踏进同一条河流。 ❞
而且，仓央嘉措也说过“同一朵花会有不同的模样”。
为何为六？
关于雪花的是六方对称的说法已经存在了数千年，不过对雪花正式的研究，还是从开普勒1611年的《On the Six-Cornered Snowflack》(论六角形雪花)开始。
这里说个小八卦，大家有没有看到书皮上倒数第二行的小字“A New Year's Gift”。这本书是作为一份儿新年礼物问世的？是的，没错，这是开普勒送给罗马皇帝鲁道夫二世的，毕竟这是开普勒的老板嘛。
❝ 「On the Six-Cornered Snowflack」 雪花在飘落之初的形状是小小的六角形，这肯定是有原因的。如果只是偶然，为什么他们不是五角形或者七角型呢？只要所有雪花一直相互分离，只要他们没有在飘落过程中受到挤压，他们就会一直是六角形，这是为什么呢？ ❞
「“由于物质的基本特性，六角形脱颖而出，这种形状不仅可以保证不留空隙，还有利于水蒸气更加平稳地聚集并形成雪花”——开普勒」
「之所以是六」，还是因为六边形的镶嵌效果非常好，六个等边三角形，共用一个顶点，保证每个顶点的角度（60度）不留空隙，正好契合（360度），也不重叠。
而且，六还是个完美数，怪不得小编自小最喜欢的数字就是6呢，原来如此。
不信，我们一起来看，6 的因子有1、2、3，这三个因子相加又恰好等于他本身，
除此，6 在数学中也是个很特别的存在，他是二维空间中的 「亲吻数」。
❝ 亲吻数定义： 在 维空间中，最多有多少个 维单位平面可以“亲吻”（接触）某一单位平面。 ❞
也就是说，在二维空间里，如果假设有一个直径为 1cm 的圆，那么这个圆周围最多可以有6个直径为 1cm 的圆和它接触到。
如何对称
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从平面结构来看，雪花晶体的结构是匀称的。
我们来看这个六边形对称的雪花，「当旋转任何角度：60度，120度，180度，240度，300度和360度」，人们不会意识到发生任何变化：同样的形状，完全一样的地方，这就是「零度旋转」。
零度下才可以诞生的雪花，满足零度旋转，说起来还真是很有意思。
当然，像这类对称性，我们其实在生活中见过许多。比如小时候，小伙伴们经常会做一种游戏，往小河中抛石子，看谁抛的远或者激起更大的涟漪。
一棵石子落入水中，或者一滴水滴落在平静的水面，荡漾起的波纹就是一圈圈的同心圆，「这种就是圆对称性，也即是在各个方向上的传播速度是相同的」。
雪花下落过程中，会环绕中心的对称点不停地旋转振动，这时候，雪花的每一个边就处于完全相同的空气环境中啦，这就使得雪花在形成过程中始终是对称的。有时候，两朵雪花会在空中相遇，然后产生新的结晶，虽然此时雪花花瓣超过6个，但若刚好达到12，那么就依然是对称的。
三维结构
雪花，真真切切的是个三维晶体结构，我们不能只停留在二维。三维的对称有着新的组合方式。
对啦，有没有人想过，为什么雨滴是球体呢？哈哈，因为雨滴坠落的时候希望阻力最小，也就是保持表面积最小，「当体积一定的时候，体积最小的自然就是球体啦」。
这是大自然中蕴含的规律。类似的球体，还有地球，因为地球早期形成的时候，在轨道上绕太阳旋转，就如同雨滴在空中自由下落，打磨之下，也产生了球体。
之前很好奇，为什么那么多实际场景中用到「高斯分布」，又为什么「高斯分布是已知均值方差情况下包含信息量最大的分布」呢，是不是因为上帝特别钟爱「圆形」？
如果画一个二维高斯分布的散点图，那自然会得到一个圆形，或圆的更一般形式椭圆，
多维高斯分布对应的就是超球体了，这也是大自然的手笔吧。
下面要说点儿化学了，「雪花的本质是水分子，也就是结晶水 」。水分子是个四面体，中心为氧原子，四面体的四个顶点中，有两个是氢原子，另外两个是空置的。冰晶就是这些水分子按照一定的规律叠加在一起。
雪冰晶是水在“正常”温度和压力下形成的，近似为「六边形棱柱层叠而成」，有些像蜂巢，一根根六边形通道的样子，晶体的侧边非常平坦，所以我们才有了「滑冰」这项运动，因为平坦时容易滑动呀。
分形之说
什么是分形呢？
这其实是一位IBM的科学家伯努瓦曼德勃罗提出来的，他的研究工作看似无关，却有着一个共同点，无论是股票市场、河流水量还是电子线路等，都有一个复杂精细的结构，无论你把它放大还是缩小，仍然可以观察到，这就是分形。
比如大自然中的树木，总的来看，有根部、树干、树枝和树叶，但是仔细看一片树叶，仍然脉络清晰，而且再继续看下去，复杂和精细程度也不亚于一棵树。再比如，岩石，看起来仿佛是一座山的缩影。
雪花也是如此，不过规律性更强一些，从水分子开始，先形成六边形，然后以其为中心伸展。
在冰晶生长过程中，水分子在其表面不断积聚，如果在平整的表面上形成小鼓包，那应该不会太长久，足够大之后就会变得不稳定，然后分裂，形成更多的小鼓包。有点像春天发芽的嫩枝，通过尖端的不断分裂，得到生长，最后得到一个树状结构。
「海里格·冯·科赫 (Helge von Koch)」 发表了一篇论文“关于一个可由基本几何方法构造出的无切线的连续曲线”，描述了科赫曲线的构造方法。这是最早被描述出来的分形曲线之一，也就是著名的「科赫雪花 (Koch snowflake)」。
来源于大自然，也要回馈于世界，如今，分形可是广泛应用在人工智能领域的。
参考文献：
1. 雪花里的数学, 蒋迅, 《数学文化》, 2012年第4期 (总第12期).
2. 雪花中的数学美——每一片雪花都有不同的故事
3. 迷人的图形, 伊恩·斯图尔特, 中信出版集团·鹦鹉螺工作室, 2019-3出版
二、描写雪花的形状？
雪花的形状多样化，雪花有时像鹅毛，大片大片的，吹风时雪花漫天飞舞象盛开的小白花，晶莹剔透，落在地上白茫茫一片，雪花的形状就变成了棉被，树上的银装，梅花的围巾。总之雪花的形状各异，变化万千。
三、观察雪花的形状？
神奇的大自然造就了一切万物。风、雨、雪、雾等等。就拿冬季的雪花来说就是如此。尤其雪花洁白无瑕，而且还是有形状的。如果你认真观察会发现雪花呈六边形。
四、形容雪花的形状？
有的像一幅精美的图片，有的像晶莹的薄片，有的像白亮的银针，有的像张开的小扇子，有的像夜空的星星，有的像雪似蝶飞，有的像白砂糖，有的像白衣少女，有的像朵白色小花，有的像梨花瓣，有的像一朵棉花，有的雪花六边形，有的七边形。
五、雪花形状的文案？
雪花形状文案
雪花的形状像棉花糖，软软的，白白的，是孩子们的最爱；雪花的形状像星星，精英透亮，一闪一闪亮晶晶，眨着小眼睛；棉花的形状像水晶，晶莹剔透，娓娓道来着美丽动人的故事；雪花的形状像随风飘扬的柳絮，预示着明年春天的到来，给人们无限的美好和生机；雪花的形状像在空中撒落的盐粒，被风一吹粒粒分明
六、有什么多功能螺丝刀套装分享？
1.米家
这一款米家的螺丝刀功能还是比较强大的，各种型号的都有，s2合金钢批头，坚韧耐用，双重表面处理，还是很不错的一款。无论是电脑，还是电器使用都很方便的一款。
2.世达
这一款世达的可以选择8件套的套装，大小各异的，有长有短，这一款套装的实用性也比较高，CR-V合金钢刀杆，还是很不错的。
3.老A
这一款老a套装，多功能的十字小螺丝刀，各种型号的都比较全，而且价格上还是很便宜的，6pcs套装，铬钒钢，比较耐用。
4.这一款万能多功能的螺丝刀，笔记本手机都可以使用，还是很不错的一款，有多种套装选购，可根据自己的需求进行选择。
七、我的世界雪花形状
对于我来说，雪是一个神秘而美丽的自然现象。每当下雪的时候，我总是不由自主地被雪花的形状所吸引。每个雪花都是独一无二的，它们以无比柔美的线条和对称的几何形状展现着自己的美丽。
雪花的形状
雪花有着多种形状，从最简单的六边形到最复杂的星形。正因如此，雪花被称为“世界上最轻盈的花朵”。在微观世界里，雪花以其规则的晶体结构展现着独特的几何美感，这种美感是自然界中的奇迹。
每个雪花的形状都受到温度和湿度等环境条件的影响。在不同的条件下，雪花会呈现出不同的形态，有些雪花可能呈现出规则的对称图案，而有些则可能呈现出不规则的形状。
我的世界中的雪花形状
在我心中，雪花的形状不仅仅是一种自然现象，更是一种灵感的源泉。我常常通过观察雪花的形状来获得灵感，无论是在艺术创作中还是在生活中。雪花的唯美和几何美感激发了我对美的追求和对自然的敬畏。
雪花的形状也让我领悟到了生活的无穷可能性。就像每个雪花都有着独特的形状一样，每个人的生命也有着独特的轨迹。我们可以像雪花一样展现出自己独特的魅力，创造属于自己的美好。
结语
雪花的形状是大自然赋予我们的礼物，它们展现了生命的多样性和美丽。通过欣赏雪花的形状，我们可以感受到自然的鬼斧神工和无限的创造力。让我们珍惜每一个雪花的形状，感悟生命的奇迹和美好。
八、人造雪花和自然的雪花的形状？
造雪是借鉴自然雪花降落的原理实现的，但没有经历雪花漫长的生命历程，和自然雪是不同的。每一朵自然雪花都蕴藏着从形成到降落至地面的各种气象信息，有人说，世界上找不到两朵完全一样的雪花。但是人造雪形成的时间短、生长快，雪花形状基本一致。自然降雪在第二天会有硬度变化，而且非常滑，这样的雪滑起来很过瘾。但人造雪不仅造雪费用高，而且雪质不好，滑起来感觉不一样。人们可以利用“雪炮”——造雪机来实现人工造雪。造雪机的原理有两种：一是用制冰装置生产出很小的片冰，然后以片冰为原料造雪。另一种是采用传统的高压水与空气混合造雪，即将水注入一个专用喷嘴或喷枪，在那里高压空气将水流分割成微小粒子并喷入寒冷的外部空气中。在落到地面前，这些小水滴快速冻结凝固成冰晶，也就是人们看到的雪花
九、雪花的结构和形状？
雪花都是由空中的尘埃引起水分子层层凝结而成的，尽管每一朵都呈六边形，但是细心观察，我们几乎找不到两片完全相同的雪花。有的雪花晶体矮矮胖胖，有的纤细修长，有的扁平如板，也有的带着精致的枝杈。为什么雪花的形状各不相同呢？
原来雪花的结构形状取决于晶体迅速穿越高空大气层时经历的温度、水汽及气流的变化。雪晶总是对称的，因为云层中的环境虽说在不断变化，但这些变化却始终是对称地同时作用于晶体的六条边。形成一颗雪晶需要大约15分钟。
产生雪晶的云层温度必须在华氏4度到14度之间，云中必须充满稠密的水蒸气。因为大量水蒸气的存在，为晶体提供了丰富的可加工的原料，同时也提供了构制各种复杂图案的可能性。
晶体长大到重量足以使它穿越云层下的气流时，以每秒钟约3公里的速度悠然飘向地面。如果近地面的温度高于华氏32度，雪晶化成雨水降落；如果温度恰好比32度略低，晶体在飘落的途中就与另一些晶体结合在一块形成雪花落下。当雪晶飘落时，如果云层下有上升的气流盘旋，晶体就一会儿上升，一会儿下降，粘结成越来越大的冰块，直至重量增大到足以克服上升的气流时，就以冰雹的形式下落到地面。
十、雪花是什么形状的？
雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是，各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的，这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶，主要有两种形状。一种呈六棱体状，长而细，叫柱晶，但有时它的两端是尖的，样子象一根针，叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状，就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样，叫片晶。
如果周围的空气过饱和的程度比较低，冰晶便增长得很慢，并且各边都在均匀地增长。它增大下降时，仍然保持着原来的样子，分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。
如果周围的空气呈高度过饱和状态，那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大，而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。
原来，在冰晶增长的同时，冰晶附近的水汽会被消耗。所以，越靠近冰晶的地方，水汽越稀薄，过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方，因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了，所以刚刚达到饱和。这样，靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分，并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长，而逐渐成为枝叉状。以后，又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时，在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时，在这里甚至有升华过程，以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出，而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。
上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位，不论形状或大小，都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中，它不能象上面说的那样有步骤地增大，所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着，而且有时在旋转着，各个枝叉接触水汽的多少有所不同，而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此，我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。
另外，雪花在云内下降的过程中，也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境，于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星状雪花，也有三个枝叉的、六个枝叉的，甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。
以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时，各个雪花也很容易互相攀附并合在一起，成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候，雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，随后这些融化的水又立即冻结起来。这样，两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候，雪花上本来已覆有一层水膜，这时如果两个雪花相碰，便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂，则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。
雪花从云中下降到地面，路途很长，在条件适合时，可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候，有时有一些鹅毛般的大雪片，就是经过多次并合而成的。
但是，有时雪花互碰时不是互相并合在一起，而是给碰破了，这时便产生一些畸形的雪花。例如，在降雪的时候，有时会见到一些单个的"星枝"，就属于这种情况。
