對雪
作者:高駢(唐代)
六出飛花入戶時,坐看青竹變瓊枝。
如今好上高樓望,蓋盡人間惡路歧。
雪,自古即被認(rèn)為是純潔與美好的象征。古人和今人一樣愛雪,并通過詩歌等文學(xué)形式對雪花進(jìn)行了生動的描繪和贊美。唐代文學(xué)家韓愈在《春雪》一詩中稱:“白雪卻嫌春色晚,故穿庭樹作飛花?!蹦纤卧娙?、詞人呂本中在《踏莎行·雪似梅花》一詞中寫道:“雪似梅花,梅花似雪,似和不似都奇絕。”在“元曲四大家”之一的關(guān)漢卿的筆下,“雪粉華,舞梨花,再不見煙村四五家”。元代散曲家薛昂夫認(rèn)為,雪是“天仙碧玉瓊瑤,點點揚花,片片鵝毛”……這些文字不僅展現(xiàn)了古人對雪花的細(xì)膩觀察與深刻感悟,也體現(xiàn)了他們高超的藝術(shù)表現(xiàn)力與豐富的想象力。
晚唐名將、詩人高駢的這首《對雪》同樣別具一格。詩中,雪花洋洋灑灑,有如六出之花輕盈地飛入窗戶。詩人靜靜地坐在窗前,看著白雪將窗外的竿竿青竹變成潔白的瓊枝。如果此時登高遠(yuǎn)望,只見皚皚白雪覆蓋了大地,仿佛將人間所有的歧路和艱難險阻一一掩蓋,整個世界因此變成了潔白的世界。
這首七言絕句語言優(yōu)美,意境深遠(yuǎn),既有對自然美景的細(xì)膩描繪,又蘊含了深刻的人生哲理。通過對雪景的描寫,表達(dá)了高駢超脫紅塵、心境澄明的意趣。特別是首句“六出飛花入戶時”,充滿了閑雅之趣,讓人難以想象這竟出自一位身經(jīng)百戰(zhàn)的武將之手。“六出”在這里指代雪花。雪花為什么會被稱為“六出”之花呢?
我國古人很早就注意到雪花為六角形,早在西漢時期的《韓詩外傳》中就曾提道:“凡草木之花多五出,雪花獨六出。”花分瓣叫作“出”,《韓詩外傳》中的這句話明確指出了雪花與其他草木之花在花瓣數(shù)量上的不同,即雪花為六出,而水陸草木的花大多為五出。故人們常以“六出”代稱雪花。
那么,雪花為什么是“六出”呢?
古人對此少有思考,有一個人卻對此做出了解釋,他就是大名鼎鼎的朱熹。張伯行編輯的《朱子語錄輯略》中記載:“雪花所以必六出者,蓋只是霰下被猛風(fēng)拍開,故成六出。如人擲一團爛泥于地,泥必開成棱瓣也。又六者陰數(shù),太陰玄精石亦六棱,蓋天地自然之?dāng)?shù)。”
朱熹對雪花為何是六角形的描述十分生動:云中的霰(冰疙瘩)被猛烈的風(fēng)拍散,變成六瓣,這是其一;其二,雪、冰皆為陰,太陰就是陰到極致。這也是朱熹認(rèn)為雪花六出的另外一個成因。
要想理解朱熹給出的解釋,我們需要了解古代關(guān)于陰陽之?dāng)?shù)的相關(guān)知識。我國古代講五行,木火土金水分別對應(yīng)數(shù)字3、2、5、4、1。其中,1、3、5為陽,相加為9,9為至陽(太陽)之?dāng)?shù);2、4為陰,相加為6,6為至陰(太陰)之?dāng)?shù)。在古代傳說中,雪神被稱為滕六,就是因為6這個數(shù)字代表了至陰。下雪時節(jié),天寒地凍,在古人看來,即為太陰,也就是陰到了極致。朱熹依此來解釋雪花為“六出”。
依照現(xiàn)在的大氣科學(xué)來看,古人對雪花形狀的認(rèn)識并不完全正確,朱熹對于雪花形狀的釋因也是錯誤的。
雪花之所以呈現(xiàn)六邊形,是因為水分子在特定溫度和濕度條件下凝結(jié)形成的冰晶結(jié)構(gòu)為六方晶系。在物理學(xué)中,這種結(jié)構(gòu)被稱作“密排結(jié)構(gòu)”,它占據(jù)了最小的體積和面積,能量最低,且最穩(wěn)定。水分子間的氫鍵作用力使得雪花在形成過程中自然選擇了這種最優(yōu)的結(jié)構(gòu),從而形成了六邊形。
不過,雪花的形態(tài)并非一成不變。不同的溫度和濕度等環(huán)境條件會影響雪花晶體的生長方式和最終形狀,使得雪花表現(xiàn)出其他形態(tài)。此外,即便雪花在整體上都是六角星形,在細(xì)微形態(tài)上也有很多差別。有人專門收集過不同形狀的雪花,竟然發(fā)現(xiàn)有6000多種不同細(xì)微形態(tài)的雪花。也有人認(rèn)為,雪花有2萬種形狀。換句話說,每一片雪花都是獨一無二的。
常見的雪花形狀包括板狀、星形、柱狀以及針狀等。其中,板狀是最簡單也最常見的雪花形狀,它如同一塊六角形薄片,有的整齊而對稱,有的錯綜復(fù)雜,呈不規(guī)則堆疊的六角形。
星形雪花由多個細(xì)小的分支組成,每個分支都呈現(xiàn)出六角形的對稱性,像一顆有六角光芒的星星。它們通常在溫度接近冰點時形成,并且?guī)缀蹩梢栽谌魏螝庀髼l件下產(chǎn)生。
在非常寒冷的條件下,雪花可能會形成細(xì)長的針狀結(jié)構(gòu),這些針狀結(jié)構(gòu)緊密排列在一起,形成類似羽毛的外觀,它的兩端有渾圓的,也有尖尖的,還有單根針狀和數(shù)根針狀合并而成的。柱狀雪花的形狀像細(xì)長的圓柱體。柱狀雪花通常在溫度更低、風(fēng)力更強的情況下形成,因此經(jīng)常出現(xiàn)在寒冷的冬季或高山地區(qū)。
在特定的氣象條件下,雪花還會形成極其復(fù)雜的分支結(jié)構(gòu),這些結(jié)構(gòu)可能包含多個層次的分支,每個分支都進(jìn)一步細(xì)分為更小的分支。
雪花在形成過程中對大氣環(huán)境的改變非常敏感,即使氣溫或水汽飽和度發(fā)生微小的變化,都可能導(dǎo)致雪花生長的形狀發(fā)生顯著變化。
溫度是影響雪花形狀的重要因素之一。在較低的溫度下,冰晶生長得更快,往往呈片狀或柱狀,雪花因此呈現(xiàn)出更加清晰的六角形結(jié)構(gòu);在較高的溫度下,冰晶生長較慢,雪花則可能形成星形或針狀等復(fù)雜結(jié)構(gòu),因為冰晶在高溫條件下有更多的時間生長和變化。另外,溫度還決定了雪花能否形成。只有當(dāng)大氣溫度低于冰點時,水蒸氣才會凝結(jié)成冰晶,進(jìn)而形成雪花。
濕度也是影響雪花形狀的關(guān)鍵因素。在濕度較大的環(huán)境中,水蒸氣更容易被吸附于冰晶之上,從而促進(jìn)雪花的生長和形狀的復(fù)雜化。因此,在濕度較大的條件下往往能形成更為精美的星形或其他不規(guī)則形狀的雪花。與之相反,在濕度較小的環(huán)境中,雪花則更趨向于形成簡單的六角形結(jié)構(gòu)。
雪花在形成的過程中,需要相對穩(wěn)定的大氣條件來確保冰晶能夠持續(xù)生長而不被破壞。因而,空氣中的氣流和空氣動力學(xué)條件也會對雪花的形狀產(chǎn)生影響。當(dāng)雪花在形成的過程中遇到障礙物或不均勻的氣流時,其形狀可能會發(fā)生扭曲或變形,這種影響導(dǎo)致雪花的形狀具有更多的不確定性和變化性。過強的風(fēng)力則會打亂冰晶的生長模式,導(dǎo)致雪花形態(tài)變得不規(guī)則或無法形成。
總體而言,雪花的形狀受到溫度、濕度、氣流和空氣動力學(xué)等多種因素的共同影響,在不同的環(huán)境條件下,這些因素以不同的方式相互作用和變化,從而形成了我們看到的千變?nèi)f化的雪花形狀。溫度越高,濕度越大,雪花的形態(tài)越復(fù)雜。研究顯示,最大的六瓣星形雪花只生長在云層溫度在—15℃左右的狹窄溫度范圍內(nèi),而針狀和柱狀雪花通常形成于—6℃左右的云層中。當(dāng)云層濕度較大時,會長出更精致的樹枝狀雪花晶體;濕度較小時,則易形成簡單的板狀或者柱狀晶體。
根據(jù)前面的介紹,我們清楚地知道,世界上沒有兩片完全一樣的雪花,雪花的種類之所以如此之多,是因為它們的形成需要面臨各種復(fù)雜條件,并經(jīng)歷了一次次無可限定的“野蠻生長”。
同樣是一個六角形的片狀冰晶,其表面、邊與角的彎曲程度不同,飽和水汽壓也不同,使得凝華增長的情況也不同。如果云中水汽較少,水汽只在冰晶表面凝華,形成柱狀雪花;如果云中水汽較多,水汽在冰晶表面和邊上都會發(fā)生凝華,且冰晶邊上的凝華速度快于表面的凝華速度,從而形成片狀雪花;如果云中的水汽十分豐富,冰晶表面和各邊角都會發(fā)生水汽凝華,且由于尖角位置突出,水汽供應(yīng)最充分,凝華增長最快,多形成枝狀或星形雪花。
在真實的自然環(huán)境中,雪花的“生長”并不是一帆風(fēng)順的,它們在飄落過程中,由于溫度和濕度條件的變化,加之風(fēng)(氣流)的助力,雪花與雪花之間碰撞、攀附、黏附、并合、攀連等多種情況都可能發(fā)生。鵝毛大雪就是因為小雪花在適合的條件下,經(jīng)過多次攀連、并合而形成的。這些大雪片往往由數(shù)百甚至數(shù)千個細(xì)小雪花組成,形態(tài)更加復(fù)雜多樣。當(dāng)然,雪花也有可能在降落過程中出現(xiàn)枝瓣的損壞,產(chǎn)生畸形,人們最終會看到“殘枝”“殘瓣”的雪花。
所以說,雪花的形狀是由晶體生長的科學(xué)規(guī)律決定的,從雪花形狀也可以反推它在形成過程中經(jīng)歷了什么。它們的背后是物理學(xué)、化學(xué)和數(shù)學(xué)共同創(chuàng)造的奇觀。
【責(zé)任編輯】趙 菲