>> << >>
Главная Выпуск 20 Arts*

Почему снежинки обладают симметрией, хотя их диаметр в миллионы раз больше размера молекулы воды

фотограф 19 века Уилсон А.Бентли и физик 21ого века Юрий-Авраам Магаршак

Фотографии пяти тысяч снежинок завораживающей красоты, среди которых нет двух повторяющихся

и размышления, взирая на них

 

2525 

Первые детальные фотографии снежинок, сделанные человеком, выставлены на продажу в Нью-Йорке на выставке, где можно найти тысячи примеров работы всей жизни фотографа 19 века Уилсона А. Бентли. Он первый сделал фотографии снежинок, и среди них вы не найдете двух одинаковых. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY) 

 

Чем объяснить такое громадное число неповторящихся структур снежинок (примеры ниже)? Невероятное количество симметрий? Поразительную красоту снега? Наука насколько я понимаю пока не может объяснить это разнообразие. Описать симметрии снежинок. И классифицировать их структуры.

Одна из главных проблем, возникающих при изучении снежинок: каким образом в снежинках возникают симметрии структур, находящихся на расстоянии миллиметров друг от друга (~10-3 метра),  в то время как размер молекулы воды порядка ангстрема (10-10метра)  то есть в десять миллионов раз меньше! Для того, чтобы понять что это отношение значит, увеличив рост человека в 10 миллионов раз, получим ~15 тысяч километров. То есть (образно говоря) образование снежинок с нетривиальными симметриями похоже на то, как если бы по всей Евразии от Атлантического и Тихого до Индийского и Северного Ледовитого океанов не имея ни связи, ни корреляции большей чем расстояние, на котором слышиться голос, люди выстраивались, образуя подобные симметрии. Которые (в этом масштабе) можно увидеть только с тридевятых небес. А тут к тому же такое разнообразие симметрий, среди которых почти нет повторящихся. Как это получается?

В книге Бытия о Радуге говорится: "Я полагаю радугу Мою в облаке, чтобы она была знамением завета между Мною и между землею… Когда Я наведу облако на землю, то явится радуга в облаке … и вспомню завет вечный между Богом и между всякой душою живою… Вот знамение завета, который Я поставил между Мною и между всякой плотью, которая на земле" (Книга Бытие 8:18-229:1-17.) Казалось бы, о снежинках в Библии могло быть сказано то же самое - и с большими остнованиями. Почему в Библии не упоминается снег? Высказывают гипотезу: потому что на Святой Земле снега не было. Точнее, он был колоссальной редкостью. И до изучения снежинок дело не доходило. Снег - это микрокосм, радуга - макрокосм в масштабах ландшафта. К тому же там, где плавал Ноев Ковчег, громадная редкость.

 

После изобретение микроскопа, фотографий и линз становится ясно, что, что снег может являться Заветом между человеком и Богом (или для атеистов - между Вселенной и тем, что падает на руку) с не меньшим основанием, чем радуга, которая в небе. 

 

В любом случае вопрос: каким образом возникают симметрии снежинок?  представляется важным. Правильный ответ на который не может быть тривиален. 

 

Как молекулы, образующию снежинку, "узнают" о том, какие молекулы присоединятся на остальных, симметричных с нею, частях снежинки? Каков физический механизм когерентности при образовании снежинок с высокими симметриями и иерархическими симметриями (смотри две нижние фотографии выше)? Ответ на этот вопрос очень нетривиален. И нет уверенности в том, что существующие объяснения правильны.

Достойная область для исследователей проблемы. За окончательное и правильное решение которой можно смело назначать а) крупную и б) престижную премию. Изучение структур снежинок даст понимание каких-то глубинных процессов образования и строения вещества. Которые сегодня не до конца поняты - или совсем не поняты  

Задуматься над этой проблемой, взирая на завораживающие красоты симметрий снежинок (с большими основаниями, чем японцы взирая на Сад Камней периода Муромати) приятно, мудро и перспективно.

 

Юрий Магаршак

физик и естество испытатель

 

 

Фотографии пяти тысяч снежинок завораживающей красоты, среди которых нет двух повторяющихся

фотограф 19 века Уилсон А. Бентли

2525 

Первые детальные фотографии снежинок, сделанные человеком, выставлены на продажу в Нью-Йорке на выставке, где можно найти тысячи примеров работы всей жизни фотографа 19 века Уилсона А. Бентли. Он первый сделал фотографии снежинок, и среди них вы не найдете двух одинаковых. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY) 

Чем объяснить такое громадное число неповторящихся структур снежинок? Невероятное количество симметрий? Поразительную красоту снега? Наука насколько я понимаю пока не может объяснить это разнообразие. Описать симметрии снежинок. И классифицаровать их структуры.

Одна из главных проблем, возникающих при изучении снежинок: каким образом в снежинках возникают симметрии структур, находящихся на расстоянии долей миллиметров друг от друга  в то время как размер молекулы воды порядка нанометра то есть в миллион раз меньше? Как молекулы, образующию снежинку, "узнают" о том, какие молекулы присоединятся на остальных, симметричных с нею, образованиях? Каков физический механизм когерентности при образовании стежинок с высокими симметриями? Ответ на этот вопрос очень нетривиален. И нет уверенности в том, что существующие объяснения правильны.

Возможно я ошибаюсь. Но если так - достойная область для исследователей. Вполне вероятно, что изучение структур снежинок даст понимание каких-то глубинных процессов образования и строения вещества. Которые сегодня не до конца поняты - или совсем не поняты  

Ю.М.

Первые фотографии снежинок

 

Возвращаясь домой с работы морозным зимним вечером, гуляя с собакой в парке или спеша в магазин, остановитесь на секунду и поймайте на ладошку снежинку. Вглядитесь в их красоту – они поистине прекрасны. Это настоящее волшебство вокруг нас, которое мы, к сожалению, не замечаем. Первым человеком в истории, решившим запечатлеть всю красоту и уникальность снежинок, был Уилсон А. Бентли. Он посвятил этому всю жизнь, а теперь его первые фотографии снежинок выставлены на продажу за 4800 долларов каждая.

(Всего 25 фото)

1270

 
 
 
 
 
 
 
 

 

1189

1. Первые детальные фотографии снежинок, сделанные человеком, выставлены на продажу в Нью-Йорке на выставке, где можно найти тысячи примеров работы всей жизни фотографа 19 века Уилсона А. Бентли. Он первый сделал фотографии снежинок, и среди них вы не найдете двух одинаковых. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

2135

2. Уилсон А. Бентли – фермер из штата Вермонт, известный как «Бентли снежинка» - всегда восхищался снежинками. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

369

3. Технология, которую использовал Бентли, стала известна как микрофотография. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

448

4. Год 1885. Совместив микроскоп с фотоаппаратом с мехами, Бентли впервые в истории смог запечатлеть всю красоту снежинок. (NOAA's National Weather Service (NWS) Collection)

539

5. Его знаменитая книга 1931 года «Снежные кристаллы» состоит из примеров 2500 снежинок, каждая из которых индивидуальна. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

640

 

6. «Под микроскопом я понял, что снежинки – чудеса природы; и мне стало грустно, что никто не видит эту красоту», – признался Бентли в 1925 году. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

740

7. Каждый кристалл был шедевром дизайна, причем неповторимого дизайна. И когда снежинка тает, этот дизайн бесследно исчезает. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

836

8. Спустя недели после публикации книги Бентли попал в снежную бурю, подхватил пневмонию и скончался. Несмотря на его работу, сделавшую значительный вклад в сфере фотографии и науки, имя Уилсона А. Бентли мало кому известно. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

937

9. «Фотографии Бентли не отвечают современным стандартам, потому что он работал с допотопным оборудованием», но он сделал их так хорошо, что еще лет 100 никому не нужно будет фотографировать снежинки», - говорит Кеннет Г. Либбрехт – профессор физики в Калифорнийском институте технологий, написавший несколько книг о снежинках. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1082

10. Когда Либбрехт заинтересовался снежинками, Бентли все еще был стандартом. За это время метод фотографирования отдельных снежинок практически не изменился. «Нужно, чтобы снежинка просто упала на что-нибудь темное или черное, затем нужно быстро поднять ее с помощью зубочистки или щетки и положить на предметное стекло», - говорит Либбрехт. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1190

11. Сегодня 26 фотографий Бентли выставлены на продажу на четырехдневной выставке антиквариата в музее народного искусства в Нью-Йорке. На десяти фотографиях – снежинки по цене 4800 долларов каждая. На остальных фотографиях – просто зимние пейзажи. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1270

12. Фотографии выставлены на продажу Карлом Хаммером, в чьей чикагской галерее можно посмотреть еще 20 фотографий Бентли. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1366

13. «Они невероятно красивы, - говорит Хаммер. – По краям фотографии, возможно, оставляют желать лучшего, но сами изображения идеальны». (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1462

14. Старший куратор музея народного искусства Стэйси Холандер говорит, что узнала о Бентли лишь в прошлом году. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1557

15. Музей одолжил шесть фотографий Бентли у нью-йоркской галереи в свою выставку. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1658

16. Однако в родном городе Бентли – в Иерихоне, штат Вермонт, - открыт музей его имени, в котором можно посмотреть около 2000 его старинных фотографий. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1748

17. Бентли был ученым и художником-самоучкой, чья страсть к снежинкам стала причиной его любознательности, благодаря которой он смог сделать столь замечательные фотографии. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1843

18. Именно Бентли предположил, что ледяные кристаллы образовывались в зависимости от температуры и местонахождения в снежной буре. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

1939

19. «Бентли просто запечатлел все волшебство снега в этих удивительных фотографиях», - говорит куратор музея Стэйси Холландер. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

2036

 

20. Бело-черная магия вокруг нас. Надо лишь уметь ее разглядеть. (CARL HAMMER GALLERY / WILSON A BENTLEY)

А теперь несколько фотографий снежинок – уже цветных, сделанных с использованием новых технологий – от последователя Уилсона А. Бентли – Кеннета Либбрехта.

2136

21. Фото снежинки Кеннета Либбрехта.

2232

22. Фото снежинки Кеннета Либбрехта.

2333

23. Фото снежинки Кеннета Либбрехта.

2428

24. Фото снежинки Кеннета Либбрехта.

2525

25. Фото снежинки Кеннета Либбрехта.

Читайте также:

Удивительная геометрия вирусов и их поразительная упаковка

In icosahedral RNA viruses, the genomic material inside their protein shells plays a much more active role in viral assembly than researchers once believed.

Добавить комментарий

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
Войдите в систему используя свою учетную запись на сайте:
Email: Пароль:

напомнить пароль

Регистрация