Математика Снежинок
В ветреный день на Твин Пикс Оскар поежилась и плотнее запахнула толстовку. Ее мать открыла потрепанный фотоальбом, указывая на выцветшую фотографию. «Посмотри на это, тысяча девятьсот семьдесят шестой год! Это то самое место, но припорошенное снегом». Оскар ахнула, наклонившись ближе с отцом, чтобы рассмотреть невероятное зрелище. «Снег? В Сан-Франциско? Да ладно!»
«Посмотри на крошечные хлопья на перилах на картинке!» — воскликнула Оскар, обводя их пальцем. «Они все как маленькие звездочки с шестью лучами, каждая из них». Ее отец кивнул, улыбаясь. «Это называется гексагональная симметрия, и это один из величайших секретов природы». Оскар перевела взгляд с фотографии на отца, нахмурившись в раздумье. «Но почему шесть? Почему не пять или восемь?»
«Вот это главный вопрос!» — сказал ее отец, искорки в его глазах заплясали. «Чтобы ответить на него, нам нужно отправиться назад во времени, более чем на четыреста лет, в холодную зиму в Праге». Он указал на небо, словно открывая книгу истории. «Блестящий ученый шел по заснеженному мосту, размышляя о вселенной, когда заметил то же самое, что и ты».
«Его звали Иоганн Кеплер, — продолжал её отец. — Он был известным астрономом, который выяснил, что планеты движутся по овалам, а не по идеальным кругам. Но в тот день он не смотрел на звёзды; он пытался найти новогодний подарок и был очарован крошечными, идеальными кристаллами, падающими с неба».
«Кеплер считал, что „разнообразие явлений природы так велико... именно для того, чтобы человеческий разум никогда не испытывал недостатка в свежей пище“», — процитировал её отец. «Он видел снежинку не просто как лёд, а как математическую загадку. Он задавался вопросом, как такая идеальная форма могла образовываться сама по себе, снова и снова».
«Он предположил, что снежинки состоят из микроскопических частиц, похожих на крошечные шарики, которые упаковываются наиболее эффективным способом, — объяснил ее отец. — Когда вы укладываете круги на плоскую поверхность, шестиугольный узор позволяет уместить их больше всего. По той же причине молекулы воды, имея определенную форму, соединяются под углом в сто двадцать градусов, образуя этот шестигранный кристалл».
«Эта единственная идея положила начало всей науке кристаллографии!» — восторженно сказал ее отец. «Понимание того, как атомы упаковываются вместе, позволяет нам создавать все: от более прочных металлов до кремниевых чипов в наших телефонах. Все началось с того, что кто-то задал вопрос «почему» о крошечной снежинке!»
Вернувшись в Твин Пикс, они стояли, окруженные порывами ветра, пока Оскар смотрела на старую фотографию с новым пониманием. «Значит, молекулы воды в воздухе прямо здесь стали достаточно холодными, чтобы соединиться в шестиугольники!» — крикнула она, перекрикивая ветер. Ее мать улыбнулась и обняла ее. «Именно! Вот почему это был такой редкий и особенный день».
«От этого повсюду мерещатся шестиугольники!» — сказал Оскар, оглядываясь. «Как в пчелиных сотах!» Его мать кивнула. «Или узоры на некоторых черепашьих панцирях». Его отец добавил: «И в гигантских базальтовых колоннах, таких как те, что находятся на Дороге гигантов в Ирландии, которые образовались в результате медленного остывания лавы».
Оскар с удовлетворением закрыла блокнот. «Значит, каждая снежинка уникальна, но все они тайно подчиняются одной и той же шестисторонней математике!» Ее мать посмотрела на солнце, начинающее садиться над мостом Золотые Ворота. «Это удивительно. Кстати, сколько времени требуется этому солнечному свету, чтобы добраться от солнца до нас?»