رياضيات رقاقات الثلج

في ظهيرة عاصفة في توين بيكس، ارتجفت أوسكار وشدت قبعتها بإحكام. فتحت والدتها ألبوم صور باليًا، مشيرة إلى صورة باهتة. "انظري إلى هذه، من عام ألف وتسعمئة وستة وسبعين! إنها نفس هذه البعة تمامًا، لكنها مغطاة بطبقة خفيفة من الثلج." شهقت أوسكار، واقتربت أكثر مع والدها لرؤية المنظر المستحيل. "ثلج؟ في سان فرانسيسكو؟ مستحيل!"

"انظري إلى الرقائق الصغيرة على الدرابزين في الصورة!" صاحت أوسكار وهي تتتبعها بإصبعها. "إنها كلها مثل نجوم صغيرة ذات ست نقاط، كل واحدة منها." أومأ والدها برأسه مبتسماً. "هذا ما يسمى التناظر السداسي، وهو أحد أكبر أسرار الطبيعة." نظرت أوسكار من الصورة إلى والدها، وحاجباها معقودان في تفكير. "ولكن لماذا ستة؟ لماذا ليس خمسة أو ثمانية؟"

"هذا هو السؤال الكبير!" قال والدها وعيناه تتلألآن. "للإجابة عليه، علينا أن نسافر عبر الزمن، أكثر من أربعمائة عام، إلى شتاء بارد في براغ." أشار إلى السماء وكأنه يفتح كتاب تاريخ. "كان عالم لامع يسير عبر جسر ثلجي، يفكر في الكون، عندما لاحظ نفس الشيء الذي لاحظتِه أنتِ."

"كان اسمه يوهانس كيبلر،" تابع والدها. "كان فلكيًا مشهورًا اكتشف أن الكواكب تتحرك في مسارات بيضاوية، وليس في دوائر مثالية. لكن في ذلك اليوم، لم يكن ينظر إلى النجوم؛ كان يحاول العثور على هدية رأس السنة وأصبح مفتونًا بالبلورات الصغيرة المثالية التي تتساقط من السماء."

"كان كيبلر يعتقد أن "تنوع ظواهر الطبيعة عظيم جدًا... على وجه التحديد لكي لا يفتقر العقل البشري أبدًا إلى غذاء جديد،" اقتبس والدها. "لقد رأى ندفة الثلج ليس مجرد جليد، بل لغزًا رياضيًا. وتساءل كيف يمكن أن يتشكل مثل هذا الشكل المثالي من تلقاء نفسه، مرارًا وتكرارًا."

"لقد خمن أن رقاقات الثلج تتكون من جسيمات مجهرية، مثل كرات صغيرة، تتجمع معًا بأكثر الطرق كفاءة،" أوضح والدها. "عندما ترص الدوائر على سطح مستوٍ، يسمح لك النمط السداسي باحتواء أكبر عدد ممكن. وهذا هو نفس السبب الذي يجعل جزيئات الماء، بشكلها المحدد، ترتبط معًا بزوايا مئة وعشرين درجة لتشكل تلك البلورة سداسية الأضلاع."

"تلك الفكرة الواحدة بدأت علم البلورات بأكمله!" قال والدها بحماس. "فهم كيفية ترابط الذرات هو كيف نصنع كل شيء من المعادن الأقوى إلى رقائق السيليكون في هواتفنا. كل هذا بدأ بشخص يسأل 'لماذا' عن ندفة ثلج صغيرة!"

بالعودة إلى توين بيكس، كانت الرياح تصفعهم بينما نظرت أوسكار إلى الصورة القديمة بفهم جديد. صرخت في وجه الريح: "إذن جزيئات الماء في الهواء هنا أصبحت باردة بما يكفي لتتجمع معًا في شكل سداسي!" ابتسمت والدتها واحتضنتها قائلة: "بالضبط! لهذا السبب كان يومًا نادرًا ومميزًا للغاية."

"إنها تجعلك ترى الأشكال السداسية في كل مكان!" قال أوسكار وهو ينظر حوله. "مثل خلايا النحل!" أومأت والدتها برأسها. "أو الأنماط الموجودة على بعض أصداف السلاحف." أضاف والدها: "وفي الأعمدة البازلتية العملاقة، مثل تلك الموجودة في ممر العمالقة في أيرلندا، والتي تشكلت عندما بردت الحمم البركانية ببطء."

أغلقت أوسكار دفتر ملاحظاتها بابتسامة راضية. "إذن، كل ندفة ثلج مختلفة، لكنها جميعًا تتبع سرًا نفس الرياضيات سداسية الأضلاع!" نظرت والدتها إلى الشمس التي بدأت تغرب فوق جسر جولدن جيت. "إنه أمر مدهش. بالمناسبة، كم من الوقت يستغرق ضوء الشمس هذا للسفر من الشمس إلينا هنا؟"