23 为什么世界上没有两片相同的雪花？

相信你一定听过这样一句话：世界上没有两片完全相同的雪花。

这句话其实说得不准确，应该说，我们至今没有发现过两片完全相同的雪花。但是在理论上，完全有可能存在两片完全相同的雪花。

首先，所有的雪花都是六边形的，这是为什么呢？

雪花都是六边形，是因为雪花都是由水分子构成的，水分子里有两个氢原子和一个氧原子，它的几何结构里有一个104.5度的夹角。当水遇冷变成冰，这些水分子因为分子间的吸引力绑在一块的时候，恰恰是因为104.5度这个几何夹角，导致六边形的结构是最稳定的。雪花形成的过程是先由六个水分子构成一个最基本的六边形，然后在这个六边形核心的技术上，更多的水分子会往外构建。

由于最内层的冰晶形状是六边形，而雪花都是在基本冰晶上长出来的，所以雪花都是六边形。那为什么我们从来没有发现过两片完全一样的雪花呢？答案是“同位素”，因为并不是每个水分子都完全一样，水分子里的氢原子有不同的同位素，氘和氚就是氢的同位素，氘有一个中子，氚有两个中子。氢没有中子，只有一个质子，我们常说的氢，其实有另外一个名字叫“氕”。这就意味着雪花形成的时候并非只有一种水分子，而是由不同种类的水分子排列组合才形成的。

虽然氢的同位素在所有氢元素中的比例并不大，但由于有两种同位素存在，就会存在多种不同种类的水分子，水分子里有两个氢原子，每个氢原子都可能是氕、氘、氚当中的一种，所以算下来总共有9种不同的水分子。当水分子有不同种类的时候，水分子在六边形冰晶的基础上生长就会在几何结构上呈现出差异，并且一片雪花中的水分子数量是极其庞大的。这就好像一把密码锁，密码的位数越多，可能出现的排列组合就越多。

要注意的是，虽然雪花可能存在的形态数量非常庞大，但这个可能种类的数量不是无限多，之所以没有发现完全相同的两片雪花，只是因为我们研究的雪花的数量还不够多而已。就好像两把密码锁，我随机地在两把密码锁上按出来两个密码，按出两个相同的密码并非完全不可能，只是概率非常小而已。