ФІЗИКА СНІЖИНОК. Сніжинки не раз ставали предметом серйозних наукових досліджень. Як відомо, знайти пару абсолютно однакових сніжинок практично неможливо, хоча вони можуть бути дуже схожими між собою. Це одна з тих давніх столітніх таємниць, розкрити яку допоможе процес комп'ютерного моделювання. А ось прославлений астроном і математик, один з тих, хто сформулював закони руху планет, Йоганн Кеплер, що жив чотири століття тому, присвятив сніжинці свій знаменитий жартівливий трактат "Новорічний подарунок, або про шестикутні сніжинких". Ставлячись до роботи з достатньою часткою гумору, він в той же час скрупульозно, як справжній учений досліджував багато цікавих особливостей сніжинок. У тому числі і питання, чому, власне, сніжинки "шестикутні, пухнасті, як пір'ячко з шістьма променями". А через три століття були видані альбоми, в яких представлені колекції збільшених фотографій тисяч сніжинок, причому жодна з них не повторює іншу, тим самим заклавши основи кристалографії. У 1635 році французький філософ і математик Рене Декарт зайнявся описом видів сніжинок, розглядаючи їх неозброєним оком. Він писав, що сніжинки схожі на трояндочки, лілії і коліщатка з шістьма зубцями. Його особливо вразила знайдена ним у середині сніжинки "крихітна біла крапка, точно це був слід ніжки циркуля, яким користувалися, щоб окреслити її коло". Декарт також вперше знайшов і описав досить рідкісну дванадцатиконечну сніжинку. До сих пір дванадцатиконечна сніжинка вважається великою рідкістю, так до кінця і не зрозуміло, де і за яких умов вона утворюється. Вважається, що сніжинок з 4, 5 і 8 гранями не буває, а ось з трьома побачити можна. У 1665 році Роберт Гук розглядав сніжинки вже під мікроскопом, залишивши нам свої замальовки. Перші фотографії сніжного кристала під мікроскопом були зроблені в 1885 році американським фермером Уїлсоном Бентлі. Сфотографувавши за своє життя понад п'яти тисяч сніжних кристалів, він прийшов до висновку, що серед них немає жодного однакового. У 1931 році вийшла його знаменита книга "Снігові кристали". Американські дослідники - професор математики Янко Гравнер з Каліфорнійського університету в Девіс і Девід Гріффіт з Університету Вісконсіна-Медісона - за допомогою комп'ютера навчилися достовірно моделювати утворення реальних тривимірних сніжинок - тобто вони вирішили, нарешті, завдання, яка до сих пір не піддавалася всім зусиллям учених . Такі модельовані сніжинки отримали найменування "снігових фальшивок", псевдоснежінок - snowfakes (очевидна гра слів, адже сніжинки по-англійськи іменуються 'snowflakes'). Модель, побудована Гравнером і Гриффітом, враховує безліч коефіцієнтів і параметрів - атмосферний тиск, температуру, концентрацію парів та інше. Варіюючи ці коефіцієнти (тобто змінюючи початкові умови освіти сніжинок), дослідники зуміли відтворити досить великий ряд природних форм сніжинок. Замість того, щоб моделювати поведінку кожної молекули води, програма просто ділить простір на клітини поперечником в один мікрометр. Моделювання однієї сніжинки займає на звичайному настільному комп'ютері приблизно добу. Як і в реальному світі, комп'ютерні сніжинки з найбільшою ймовірністю відрощували голки. А класична шестикутна "деревоподібна" або периста сніжинка народжувалася відносно рідко ( як і в природних умовах). Взагалі, в малюнках сніжинок зустрічаються пластинки, піраміди, стовпчики, голки, стріли, прості і складні зірочки ... Гравнер і Гріффін зуміли також отримати деякі незвичайні нові форми сніжинок, на кшталт "butterflake" - тобто схожі на трьох склеєних між собою метеликів. У природі подібні форми не з'являються через свою виняткову крихкості і нестійкості. Гравнер і Гріффін - це, звичайно, не єдині вчені, які цікавляться в наш час сніжинками. Черговий крок у вивченні властивостей найбільш відомих природних кристалів - сніжинок - зроблений професором фізики Кеннетом Ліббрехт з Каліфорнійського технологічного інституту. У лабораторії професора Ліббрехт сніжинки вирощуються штучно. "Я намагаюся з'ясувати динаміку формування кристалів на молекулярному рівні, - коментує професор. - Це непросте завдання, і крижані кристали приховують безліч секретів". Сніжинка - складна симетрична структура, що складається з кристалів льоду, зібраних разом. Варіантів "збірки" безліч - до сих пір не вдалося знайти серед сніжинок двох однакових. Дослідження, проведені в лабораторії Ліббрехта, підтверджують цей факт - кристалічні структури можна виростити штучно або спостерігати в природі. Існує навіть класифікація сніжинок. Незважаючи на надокучливих вчених, сніжинка досі не відкрила до кінця всіх своїх таємниць. Її історія надзвичайно дивна і може розповісти нам багато цікавого. Наприклад, мало хто знає, що стародавні люди вважали сніг благородним мінералом. Власне, і походження слова "кристал" (звучить воно майже однаково на всіх європейських мовах) пов'язано з звичайнісінькою сніжинкою. Багато століть тому серед вічних снігів в Альпах, на території сучасної Швейцарії, знайшли дуже красиві, абсолютно безбарвні кристали, дуже нагадують чистий лід. Стародавні натуралісти так їх і назвали - "krystallos", по-грецьки - лід. Слово походить від грецького "криос", що означає холод або мороз. Справа в тому, що за лід брали тоді гірський кришталь, затверділий від холоду до такої міри, що він вже не плавиться. Вважали, що лід, перебуваючи, тривалий час в горах, на сильному морозі, кам'яніє і втрачає здатність танути. Один з найавторитетніших античних філософів Арістотель писав, що "крісталлос" народжується з води, коли вона повністю втрачає теплоту ". Аналогічний висновок зробили в давнину в Китаї і Японії - лід і гірський кришталь позначали там одним і тим же словом.