Snježne pahuljice kao prirodna
pojava, nekima osvježenje, a drugima životna realnost i često trajno okruženje,
rano su privukle pažnju znanstvenika. Već 1611. godine čuveni znanstvenik
Johannes Kepler (na slici lijevo) u svojoj knjizi “A New
Year's
Gift of Hexagonal Snow“ raspravljao je o uočenoj šesterokutnoj pravilnosti
oblika snježnih pahuljica. Tri stotine godine prije otkrića metode za
određivanje kristalne strukture, difrakcije rendgenskih zraka na kristalnim
ravninama, lucidno je zaključio da makroskopska simetričnost snježnih pahuljica
mora biti povezana sa slaganjem kuglica u prostoru. Ideja koja se povezuje s
njegovim nagađanjem o najgušćem mogućem popunjavanju prostora
kuglicama. Kepler je, očito, prepoznao kristalnu simetriju kao važno
znanstveno pitanje.
Četvrt stoljeća kasnije, 1635.
godine, snježne pahuljice privukle su pažnju još jednog znanstvenog giganta, filozofa
i matematičara Renéa Descartesa (na slici desno). On je zabilježio vrlo
detaljne i nadasve dojmljive opise prostim okom vidljivih oblika pahuljica. Uočio
je je da su nalik pločicama leda, te da su šesterokutnog oblika, vrlo pravilne,
najčešće sa šest jednakih krakova.
Prvi koji se dokopao, kako se
voli reći, 'izuma trenutka' – optičkog mikroskopa bio je Robert Hook.
Promatrane oblike snježnih pahuljica pažljivo je crtao rukom (na slici gore) te ih
je zajedno s detaljnim opisima 1665. objavio u knjizi 'Micrographia'.
Zahvaljujući njegovom radu očitom je postala kompleksnost strukture i jasno istaknuta
tada zagonetna simetrija snježnih pahuljica.
Krajem 19. stoljeća
opet je novi tehnički izum, fotoaparat, omogućio jednom znatiželjniku i
zaljubljeniku u snijeg da svoju strast pretvori u povijesno djelo – katalog
oblika snježnih pahuljica. Vermontski farmer Wilson Bentley, živeći u okruženju
koje je veći dio godine okovano snijegom, kao dvadesteogodišnjak, u siječnju 1885.
započeo je s mikrofotografiranjem snježnih pahuljica. Zapisano je da ga je
opčinio i vječno zarobio pogled na te lijepe i krhke ledene skulpture.(Slika
05) Tijekom 50 godina prikupio je oko 5000 fotografija i
to samo onih od skladnih i pravilnih (vidi sliku s primjercima mikrofotografija
dolje). Oko 2000 najboljih objavljeno je 1931. u knjizi 'Snow Crystals'. Bentley
se još i zapitao: Je li ikad nečija prošlost bila zapisana krhkijim i vilinskijim
hijeroglifima?

Slika 05: Bentleyeve snježne pahuljice
Bentleyeve fotografije omogućile
su meteorolozima da ponešto od ponuđenog odgonetnu - da povežu oblike snježnih
pahuljica s vrstama oblaka u kojima su nastale.
Gotovo istodobno s objavom
knjige, na suprotnoj strani Zemlje, u Japanu, pojavio se znanstvenik, Ukichiro
Nakaya (na slici desno), prvi koji je proveo sustavno istraživanje
oblika snježnih kristala. Od 1932., radeći na sjeveru Japana, na otoku Hokaido,
detaljno je dokumentirao zapažanja svih tipova smrznutih padalina, te ih je
jasno identificirao i katalogizirao. Snimao je sve, a ne samo lijepe i skladne kao
Bentley. Najviše je, pak, pridonio znanju i znanosti rastući, po prvi puta, umjetne
snježne kristale u laboratoriju u kontroliranim uvjetima. Na taj način dokazao je
pretpostavku da su temperatura i vlažnost u atmosferi najodgovorniji za oblike
snježnih pahuljica. To je bio ogroman napedak, začetak stvarnog znanstvenog
istraživanja, iznimno važan ključ za razumijevanje fizike snježnih pahuljica.
Većina znanstvenog opusa Nakaye objavljena je 1954. u knjizi pod naslovom 'Snow
Crystals: Natural and Artifitial'.
Slika 06: Dijagram oblika snježnih pahuljica
naraslih u
laboratoriju (U. Nakaya)
Rezultati Nakayinog istraživanja objedinjeni su u
morfološkom dijagramu (dijagram oblika u ovisnosti o temperaturi i vlažnosti)
iz kojeg je moguće iščitati meteorološke informacije 'zapisane' u oblicima
snježnih pahuljica. Nakaya ih je volio zvati 'pismima s neba'. Na Slici 06
su prikazane skice u laboratoriju naraslih snježnih kristala.