雪の結晶の数学

風の強い午後、ツインピークスで、オスカーは身震いしてパーカーをきつく引き寄せました。母親が使い古された写真アルバムを開き、色あせた写真を指差しました。「これを見て、一九七六年からのものよ！ まったく同じ場所だけど、雪が薄く積もっているわ。」オスカーは息をのみ、父親と一緒にもっと近づいてそのありえない光景を見ました。「雪？ サンフランシスコで？ まさか！」

「写真の手すりについてる小さなかけらを見て！」オスカーは指でなぞりながら叫んだ。「全部、六つの点がある小さな星みたい、一つ残らず。」父親は微笑んで頷いた。「それは六角対称性と呼ばれていて、自然界最大の秘密の一つなんだ。」オスカーは写真から父親に目を移し、考え込んで眉をひそめた。「でも、どうして六つなの？五つとか八つじゃなくて？」

「それが大きな問題なんだ！」父親は目を輝かせながら言った。「それに答えるには、四百年以上も時間を遡って、プラハの寒い冬に行かなければならない。」彼は歴史書を開くかのように空を指差した。「ある優秀な科学者が雪の橋を渡りながら宇宙について考えていたとき、君が気づいたのと同じことに気づいたんだ。」

「彼の名前はヨハネス・ケプラーでした」と彼女の父親は続けた。「彼は、惑星が完全な円ではなく、楕円形に動くことを解明した有名な天文学者でした。しかし、その日、彼は星を見ていたのではありません。彼は新年の贈り物を見つけようとしていて、空から降ってくる小さく完璧な結晶に魅了されたのです。」

「ケプラーは、『自然現象の多様性は非常に大きく、それはまさに人間の心が常に新鮮な糧を欠くことのないようにするためである』と信じていた」と彼女の父親は引用した。「彼は雪の結晶を単なる氷としてではなく、数学的なパズルとして見ていた。彼は、そのような完璧な形が、何度も何度も、それ自体でどのように形成されうるのかと不思議に思っていたのだ。」

「雪の結晶は、微細な粒子、つまり小さな球が最も効率的な方法でぎっしり詰まってできていると彼は推測したんだ」と彼女の父親は説明した。「平らな面に円を積み重ねるとき、六角形のパターンが最も多く収まる。水分子がその特定の形状で、百二十度の角度で結合してあの六角形の結晶を形成するのも同じ理由だよ」

「たった一つのアイデアが、結晶学という科学全体を始めたんだ！」と彼女の父親は熱心に言いました。「原子がどのように詰まっているかを理解することで、より強い金属から携帯電話のシリコンチップまで、あらゆるものを作っているんだ。それはすべて、誰かが小さな雪の結晶について『なぜ？』と問いかけたことから始まったんだよ！」

ツイン・ピークスに戻ると、風が彼らの周りを吹き荒れる中、オスカーは古い写真を新たな理解をもって見ていた。「じゃあ、ここの空気中の水分子が、ちょうど六角形に固まるくらい冷たくなったってことね！」彼女は風に逆らって叫んだ。母親は微笑んで彼女を抱きしめた。「その通り！だからあれは、とても珍しくて特別な日だったのよ。」

「どこもかしこも六角形に見えてくるわ！」オスカーはあたりを見回しながら言った。「まるでミツバチの巣みたいに！」母親は頷いた。「あるいは、カメの甲羅の模様とかね。」父親が付け加えた。「それから、アイルランドのジャイアンツ・コーズウェーにあるような巨大な玄武岩の柱もそうだ。あれは溶岩がゆっくり冷えてできたものなんだ。」

オスカーは満足げな笑顔でノートを閉じた。「じゃあ、雪の結晶は全部違うけど、みんな密かに同じ六角形の数学に従ってるんだね！」母親はゴールデンゲートブリッジに日が沈み始めるのを眺めていた。「すごいわね。ところで、その太陽の光が太陽からここまで届くのに、どれくらい時間がかかるの？」