你可能听说过没有两片雪花是一样的——每一片都像人类的指纹一样独立。然而，如果你有机会仔细观察雪花，有些雪晶确实看起来像其他的。真相是什么？这取决于你看得有多近。要理解为什么存在关于雪花相似性的争议，首先要了解雪花是如何工作的。

关键收获：没有两片相同的雪花？

• 雪花的形状因天气条件而异。所以，在一个地方和时间落下的雪花看起来很相似。
• 在宏观尺度上，两片雪花可能在形状和大小上完全相同。
• 在分子和原子水平上，雪花的原子数和同位素比率不同。

雪花是怎样形成的

雪花是水的晶体，其化学式为H2O。根据温度、气压和大气中水的浓度（湿度），水分子可以通过多种方式相互结合和堆叠。通常，水分子中的化学键决定了传统的六面雪花形状。当晶体开始形成时，它使用初始结构作为基础来形成分支。这些分支机构可能会继续增长，也可能会根据情况融化和重组。

为什么两片雪花看起来一样

由于一组雪花在相似的条件下同时落下，如果你看到足够多的雪花，两片或更多的雪花在肉眼或光学显微镜下看起来是一样的，这是一个很好的机会。如果你比较早期阶段或形成阶段的雪晶，在它们有机会分支之前，它们中的两个看起来很相似的几率很高。日本京都立命馆大学的雪科学家Jon Nelson说，保持在8.6ºF和12.2ºF（-13ºC和-11ºC）之间的雪花会在很长一段时间内保持这些简单的结构，并可能掉落到地球上，在那里仅仅看一眼就很难区分它们。

虽然许多雪花是六边分支结构（树突）或六角板，但其他雪晶形成针状，基本上看起来很像。针头在21°F和25°F之间形成，有时完好无损地到达地面。如果你认为雪针和柱是雪“薄片”，你有相似的晶体的例子。

为什么没有两片雪花是一样的

虽然雪花看起来可能是一样的，但在分子水平上，两片雪花几乎不可能是一样的。原因有多种：

• 水是由氢和氧同位素的混合物制成的。这些同位素彼此的性质略有不同，从而改变了使用它们形成的晶体结构。虽然氧的三种天然同位素对晶体结构没有显著影响，但氢的三种同位素却截然不同。每3000个水分子中约有1个含有氢同位素氘。即使一片雪花含有与另一片雪花相同数量的氘原子，它们也不会出现在晶体中完全相同的位置。
• 雪花是由这么多的分子组成的，不可能有两片雪花大小完全相同。科罗拉多州博尔德国家大气研究中心的雪科学家查尔斯·奈特估计，每一块雪晶都含有大约10000000个水分子。这些分子自我排列的方式几乎是无限的。
• 每一片雪花都暴露在稍有不同的条件下，因此即使你从两个相同的晶体开始，它们到达表面时也不会完全相同。这就像比较同卵双胞胎。他们可能拥有相同的DNA，但他们彼此不同，特别是随着时间的推移，他们有着独特的经历。
• 每一片雪花都围绕着一个微小的颗粒形成，就像尘埃或花粉颗粒。因为起始材料的形状和大小不一样，所以雪花从一开始就不一样。

总而言之，可以公平地说，有时两片雪花看起来很相似，特别是如果它们是简单的形状，但是如果你仔细观察任何两片雪花，每片都是独一无二的。

来源

• 约翰·纳尔逊（2008年9月26日至9月26日）。“降雪中多样性的起源”。大气化学和物理学。8 (18): 5669–5682. 内政部：10.5194/acp-8-5669-2008
• 约翰·罗奇（2007年2月13日）。研究表明，“没有两片雪花是一样的”。国家地理新闻。