小宇宙 雪世界

世界上有很多酷愛雪花攝影的人，當(dāng)然，遠沒有拍攝鳥類、拍攝昆蟲植物的愛好者多。畢竟拍攝雪花是一件門檻很高的技術(shù)。19世紀(jì)初，照相術(shù)發(fā)明不久，顯微照相術(shù)更是剛剛起步，一個美國農(nóng)民本特利居然開始用這種方法來拍攝雪花。如今當(dāng)我再看當(dāng)年本特利的工作，依然有一種泰山仰止的感覺。黃銅鍍金的顯微攝影鏡頭，大畫幅相機，拍出的黑白照片絲毫畢現(xiàn)。據(jù)說他用一輩子時間拍攝了幾千枚雪花，最后死在雪地之中。而他的作品集即使在今天看來，也絕對是上乘之作。20世紀(jì)40年代，日本人中谷宇吉郎，算得上是一位落魄的核物理專家。在幾乎半年會降雪的日本北海道大學(xué)，他的核物理完全沒有用武之地，繼而改行從事低溫物理，開始研究冰雪結(jié)晶。后來的中谷宇吉郎，成為日本一代物理學(xué)大師，而他在雪花攝影方面的造詣也頗為出色，最大的成就在于，他譜寫了雪花的家族表，這個表在后來二十多年中由他的同事們幾經(jīng)修改，成了現(xiàn)在世界上雪花分類最為詳盡的體系，而北海道也建立了雪花博物館。如今北海道依然是拍攝雪花人喜歡去的地方，據(jù)說在那里還特產(chǎn)一種針狀的雪花，在別的地方難得一見。

21世紀(jì)初，人們在網(wǎng)絡(luò)上看到許多美妙如水晶般的雪花照片，這些照片出自美國加州理工大學(xué)的物理系主任凱尼斯之手。他獨特的照明設(shè)備為雪花附著上清新淡雅的色彩，拍攝雪花的人習(xí)慣稱其為“大師”。后來我們發(fā)現(xiàn)一個有意思的現(xiàn)象，喜歡研究雪花的人，甚至于雪花攝影師，很多都有天文物理或者數(shù)學(xué)背景。比如在歷史上系統(tǒng)觀測雪花形態(tài)的第一人應(yīng)屬天文學(xué)家開普勒，而第一個發(fā)現(xiàn)雪花特殊形態(tài)的，又是數(shù)學(xué)家笛卡爾。由此看來，作為研究天體物理的我來說，被雪花迷住并不是偶然的事情。也正是在天文臺，在漫天飛雪而無法進行天文觀測的時候，我們開始了拍攝雪花的歷程。

2006年元旦那場山上的大雪可以算得上是我第一次拍攝雪花。簡陋的設(shè)備，只有一臺借來的相機和兩枚鏡頭。普通的相機鏡頭難以拍攝出雪花微小而精巧的結(jié)構(gòu)，無奈之余，只能嘗試兩枚鏡頭的相互組合，也就是將兩個鏡頭拼接成一個鏡頭來使用。一個鏡頭充當(dāng)放大鏡，而另一個鏡頭充當(dāng)成像元件。兩個鏡頭的組合讓我擁有了兩倍的放大倍率，然而興隆的雪花并不大，臨時拼湊的設(shè)備也難以使用。在宿舍前凍了四個小時，拍到的雪花也不過五枚。倘若放大來看，成像惡劣，模模糊糊，最多只能看到雪花一些粗糙的花紋。看來無論是技術(shù)還是設(shè)備，都差得很遠。

天文臺的落雪

2006年12月31日，國家天文臺興隆觀測站。

“小張，要不要吃個餃子？”助手小郭打開電火鍋的蓋子，瞬間熱氣騰出，我眼鏡上結(jié)了一層霧。電視里郭靖正在向黃藥師滔滔不絕地背誦九陰真經(jīng)，瞬間有了點過節(jié)的感覺。窗外大雪紛飛。這將是我在國家天文臺興隆觀測站過的第一個元旦。

按理說，我該恨死這樣的天氣。興隆觀測站是遠東最大的觀測臺址，臺站上匯聚了國內(nèi)頂尖的光學(xué)望遠鏡。這次上山，我有五天的觀測時間，能分配到用這些望遠鏡觀測天體的時間非常不容易，我期盼優(yōu)質(zhì)的觀測數(shù)據(jù)，或許還暗藏著一些不期而遇的小驚喜，當(dāng)然，這一切都基于完美的晴天。而從昨天起，興隆的雪就沒有停，五天的觀測，起碼有三天泡湯了。更要命的是大雪封山，只能在山上過這個元旦。不過，我有自己的打算。

氣溫，白天最高零下5℃，夜間若是下雪，溫度在零下10℃左右，若是天晴就會降到零下二十多度。這是拍攝雪花極佳的氣象條件。喜歡天文的人大多酷愛攝影技術(shù)，我更是喜歡一個特殊的攝影技法，比如顯微攝影。在冬天，顯微攝影有最為獨特的題材——雪花攝影。這是一個讓人沉迷的題材。世界上沒有兩片完全一樣的雪花，世界上有好幾十個雪花家族，我們完全不可預(yù)計，究竟什么樣的雪花會飄落在我的鏡頭下。拍攝雪花，與其說是一種攝影，不如說是一次尋寶，甚至于探險。

受氣溫影響的雪花

午夜1點，屋子里安靜無聲。

我和我的觀測助手正坐在電腦前犯懶。屏幕上重復(fù)著我們拍攝的目標(biāo)—現(xiàn)代望遠鏡的觀測很自動化，只要望遠鏡運轉(zhuǎn)正常，我們只需要簡單操作處理，就可以進行觀測。不過遇到突發(fā)事件就麻煩——屏幕上的目標(biāo)突然消失！觀測助手一下子警覺起來，跑到外面看看望遠鏡出了什么問題，剛出門就大叫：“下雪了！下雪了！關(guān)望遠鏡！快！”

突如其來的降雪把我們弄得手忙腳亂，不過這種天氣，對于觀測助手來說也不錯，可以回去好好睡覺。而我又按捺不住好奇，試圖再次嘗試雪花拍攝。這次我動用了顯微鏡，在零下15℃折騰一晚，天亮?xí)r雪停了。這晚上我利用顯微鏡拍到了幾枚雪花，充分相信了顯微鏡的實力—在高放大倍率下，雪花的細節(jié)絲毫畢現(xiàn)，不過興隆這場雪的雪花仍然相對單一。

雪花之所以讓人產(chǎn)生收集的欲望，是因為它包含了兩種意義上的美：規(guī)則之美，隨機之美。這兩種美正來自于物理世界最基本的原理。然而人們也發(fā)現(xiàn)，雪花的美麗確實也有規(guī)律可循。在雪花生長的時候，溫度和濕度是決定其類型的最主要因素。溫度低于零下25℃時，雪花以六棱柱形態(tài)出現(xiàn)。而在零下15℃附近，雪花成星狀。在零下5℃附近，雪花呈扇形和六邊形。在同一溫度下，濕度不同也會造成雪花形狀差異，比如在零下15度附近，濕度低的環(huán)境下雪花呈六邊形，而濕度大時則呈松樹枝椏般的六星狀。也就是說水汽越充沛，雪花越復(fù)雜。在興隆拍到的這些雪花，大多沒有非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可見大氣狀況，整體上還是比較干燥的。不過，能夠用顯微鏡拍到幾枚雪花，已經(jīng)讓我興奮異常。

北京久違的冬雪

雪花拍攝興隆山成功之后，我和我夫人開始在每個冬天等待著上天賜予的雪花。不過上天往往難以隨人愿，北京的降雪往往要到開春，才有所規(guī)模。于是每次拍攝雪花，如何精確利用氣象條件成了最大的技術(shù)難題。

雪花的拍攝對于環(huán)境要求很高。降雪時空氣溫度通常較高，這是拍攝雪花的大敵。在高于零下5℃的環(huán)境中，雪花落在顯微鏡上很容易融化。而倘若環(huán)境溫度低于零下15度，接在顯微鏡上的相機工作就會出問題。于是我們將顯微鏡改造為冷光源，并購買了冰柜，讓顯微鏡可以充分冷卻。而對于相機，我們只好給相機穿上衣服，讓其可以正常工作。

雖然北京的降雪稀少，但每次下雪都會帶來一點驚喜。

2010年元旦后，北京突降大雪，由于當(dāng)時的氣象條件復(fù)雜，落下的雪花形態(tài)極其多樣。其中有直徑兩毫米左右的六邊形雪花，在顯微鏡下如同刀工精雕的水晶盤子，還有形似蕨類植物葉子一樣的雪花，也有形似船舵的復(fù)合型雪花。在一場雪中，我們拍到了至少50枚樣本，也如愿拍到了線軸狀的低溫類型雪花。

2012年，北京在冬天只下了三場小雪，每次降雪都是從后半夜開始，持續(xù)到早晨。不過那三次降雪的雪花個頭非常之大，最大的如同拇指指甲蓋，仿佛可以用繩子穿起來當(dāng)做飾品。奇怪的是這三場降雪都只有北京地區(qū)降雪，而附近的河北乃至天津都沒有任何降雪跡象，后來才知道是冷空氣從太行山翻過，和渤海水汽相遇才造就的降雪，能在北京降下真是足夠幸運。

至今感到最離奇的一場雪也是在北京，2011年春天，北京迎來了久違的降雪，從天而降的不是六角形雪花，而是各種奇怪造型的冰晶。甚至有的冰晶敢于“違反”物理學(xué)定律，呈現(xiàn)出方頭方腦的樣子。后來我們查閱文獻發(fā)現(xiàn)，這類雪花在上世紀(jì)70年代就有記錄，在南極地區(qū)發(fā)現(xiàn)過類似的雪花，不過這類雪花如何形成，即使現(xiàn)在也尚未得知。能夠抓到非常稀有的形狀，也算是對我們努力的一點回報。

為了到更多地方拍攝雪花，我們制作了便攜式雪花攝影設(shè)備，開始背著到東北追雪。東北較冷的氣候條件使得拍攝雪花相對容易，在那里，我們見到了如冰糖沙粒般的雪，也見到了更多紛繁復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。每個地方都有自己美麗的雪花，現(xiàn)在我們對這一點深信不疑。

從伊犁河谷到戈壁

新疆是拍攝雪花的絕佳地點，但由于拍攝設(shè)備沉重巨大，我們無法將設(shè)備帶到新疆進行拍攝，只能使用小型顯微鏡頭作為替代。不過正是在新疆，我們見識了雪花的多樣性。2010年冬天，我和我夫人來到新疆伊犁拍攝雪花，當(dāng)時只攜帶了一枚便攜的顯微鏡頭。這個鏡頭個頭小巧，放大率非常高，而且有良好的成像，接在單反相機上拍攝效果很好。然而到了伊犁卻發(fā)現(xiàn)，那里的冬天和我想像的完全不一樣。

初到伊犁州首府伊寧市的村落，仿佛進入了一個雪的世界。小屋和院墻之上的積雪猶如堆砌了厚厚的奶油，看上去秀色可餐。當(dāng)時的溫度為零下10℃，很適合拍攝雪花，可沒過幾天，溫度升到了零度附近，天上飄落的雪如同鴨鵝的絨毛，用手套接住測量其直徑，有五厘米左右，由上百枚雪花組成，這些雪花大多呈星狀或針狀，相互勾連形成雪片。不過這些雪落地便成了水，空氣中彌漫著一種水汽和泥土的芳香。

這樣的環(huán)境自然無法拍攝。望著鵝毛大雪中的銀白楊，還有道路上站在馬車上趕車的維吾爾人，我試圖解開心中的謎團——為何伊犁州的雪如此之大，卻溫度如此之高？為何上百朵雪花會在這里接連成雪片，如蓬松的鵝絨毛般落下，為何此景在別的地方難得一見？這種氣候條件在中國絕無僅有—北大西洋的暖濕氣團賜予歐洲豐沛的降水，而到了東邊的伊犁州，在南北兩道天山的夾擊下，擠出了最后一滴眼淚，造就了雨雪豐沛的伊犁河谷。而這里蓬松如鵝毛般的降雪，也要歸功于星狀和針狀的高溫類型雪花。正因溫度較高而濕潤，才形成了這種如同鵝絨毛的雪片。

離開伊犁州，我們乘車從果子溝賽里木湖去往奎屯。不料這種溫暖而多雪的氣候有時也很麻煩。路上積雪蓬松而深厚，推雪的機器在雪墻間開路，而雪化之后路面更是泥濘不堪，有些地方還出現(xiàn)了融雪性洪水。本來八個小時的路程走了16個小時。長途車一過賽里木湖便進入到荒漠戈壁地帶，雖然也是白雪覆蓋，可那里的雪卻是另一個樣子。走下車，一不小心便摔了個屁墩，雖然摔在雪地上，可雪地又冷又硬，比摔在水泥地上還難受。這里的雪花又細又小，隨著風(fēng)在天上飛舞著。我們找機會開始拍攝，發(fā)現(xiàn)雪花形態(tài)簡單，但大多不相互粘連—一道天山，兩邊的雪截然不同。

一次，我在克拉瑪依拍攝雪花的朋友給我一張照片，黑色的地面上零散著幾枚雪花，而它們的樣子頗為奇怪—居然有12個花瓣。雖然我偶爾也見過12瓣的雪花，但從未見過如此多的12瓣雪花聚集在一起。克拉瑪依本來也是戈壁灘，按說水汽條件也并不豐沛，可這么多12瓣雪花是怎么來的呢？新疆的雪，真是一個謎。