嚴寒天氣即將過去,但很多北方的地區仍然到處可見冬天的痕跡,比如那屋檐下偶然可見的形狀各異冰掛,或冰柱,讓人不由得贊嘆大自然創造的奇瑰。而如今,科學家收集的豐富數據讓您也能用3D打印機創造出自然而獨特的冰柱。
冰掛圖集(The Icicle Atlas)是多倫多大學物理系在2008年至2012年期間,花了四年,針對237個實驗室培養樣的不同冰掛拍攝收集的圖片、定時短片和時間序列數據。盡管其生成條件是可測量和可控的,但是每次冰柱制造機啟動的結果卻總是“生長”出完全不同的冰柱。這個圖集包括了23萬張單獨的圖片,研究團隊已經將其免費共享,任何人都可以在其創作和科學工作中使用它。
“我期待著人們能夠從中發現什么,那絕對是一個驚喜。”多倫多大學教授Stephen Morris說,他多年來一直在研究冰柱形態。
“我們當然希望能夠從數據中挖掘到更多的科學成果,因為我們只是觸及了表面上的東西。 但非科學的應用也同樣令人興奮。”
多年來科學家們一直在研究導致冰掛形成的原因。冰掛形狀的許多不同形式和復雜性主要是由水流、空氣以及冰掛表面不同水溫的相互影響來決定的。
Morris認為,這些數據可以有各種各樣的應用。比如可以用于3D打印出更加自然的冰掛,并把它們掛在圣誕樹上,或用于制作動畫中的運動圖像。目前,作曲家Jimmie LeBlanc和媒體藝術家Fareena Chanda正忙著使用冰柱數據中的元素創造一個藝術裝置作品,并將在多倫多5月份的Collide活動中展示,屆時這個藝術裝飾還會配合Continuum現代音樂團的合奏。
無論這些數據用在什么方面,出自自然之手的冰掛對象總是閃耀著與眾不同的光芒。“就像雪花,每個冰掛都有自己獨特的魅力。”Morris說。“我們的動機來自對自然形態純粹的好奇心,但對冰生長的研究可用于在工程上御防積冰對于飛機、船舶和電力線路的嚴重危害。”
此外,Morris解釋了為什么這么多年來冰柱仍然是一個謎:“我們生活在一個奇怪的宇宙中,我們能夠知道希格斯玻色子的質量,但我們無法計算出一個冰掛的形狀。溶解著微量鹽的冰掛表面覆蓋的波紋幾乎總是只有1厘米大小,沒有人知道這是為什么。”