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每年的第一場雪總是令人興奮的，不是嗎？睜眼醒來，窗外的世界已然銀裝素裹。2019年11月的最後一天，天空用這種特殊的方式告別11月，迎接12月。當你沉浸在雪帶來的歡樂中，不妨仔細觀察手中的雪花，你會發現每片雪花都長得很像。可事實上，世界上幾乎不存在兩片完全相同的雪花，就像人的指紋一樣，每一片雪都獨一無二。
真的找不到兩片一樣的雪花嗎？我們先來了解雪花是如何形成的。
要形成雪必須滿足幾個條件。首先，冷——大氣溫度必須足夠低。同時，空氣中需要有水分子的存在。在冷空氣的作用下，水分子會圍繞一些小顆粒一層又一層地凝結，這些小顆粒包括灰塵或花粉顆粒，冰晶就在上面慢慢形成。當冰晶懸浮在大氣中(通常在雲層中)時，更多的水分子依附到冰晶上。水分子本身的化學性質決定了它們會向六個方向不斷延展，形成規則的六邊形。最後，冰晶互相碰撞，從而形成更大的冰晶，稱為雪花。
雪花看起來是不是都很像？如果用肉眼觀察同一時間落下的雪花，它們似乎沒什麼分別。如果你比較雪花的早期階段，也就是它們沒有大量延展之前，它們看起來會更像。這是因為在落到地面之前，溫度維持在-13C至-11C之間的雪花能長時間保持著簡單的六邊形結構，因此我們幾乎無法分辨它們的區別。
這是我們肉眼看到的，但在分子水平上，世界上幾乎不存在兩片完全相同的雪花。原因有很多。
首先，每片雪花包含大約10的19次方（1後面跟19個0）個水分子。這麼多水分子，它們的排列方式幾乎有無數種，所以不太可能有兩片完全相同的雪花。
而且，還記得形成雪花前的小顆粒嗎？灰塵、花粉或者別的小東西，這些初始材料的不同，讓雪花從「出生」開始，就註定了要獨一無二。
最後，要想得到兩片完全相同的雪花，你需要有完全相同的形成條件，而在自然界，這基本上是不可能的。每個雪花從天空到地面都經歷略有不同的路徑，因此沿途遇到的大氣條件也會有所不同。例如，在不同溼度的環境中，這些六邊形晶體也會有所不同。溼度低，也就是乾燥的空氣會促進六邊形表面的生長；而較高的溼度則會促進尖端邊緣的生長；更多的水蒸氣還會導致晶體生長得更快，也會讓形狀變得更為複雜。
這些都是大自然為雪花成長提供的環境，即使都是六邊形的晶體，不同的經歷也會讓它們很不一樣。這就好比雙胞胎，他們長得很像，並且可能有著相同的遺傳信息（同卵雙胞胎），但隨著時間的流逝，不同的經歷讓他們成為了完全不同的人。
總之，有時候兩片雪花看起來很像，尤其是它們形狀簡單的時候。但是如果你仔細觀察任何兩片雪花，每一片都是獨一無二的。
參考資料：
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
審稿：於穎卓，中科院地理科學與資源研究所博士