The Science That Finally Explains the Dyatlov Pass Incident

1959年2月，九名越野滑雪者在西伯利亚荒野徒步时失踪，搜救队发现遗体散布山坡，伤势严重且部分遗体带有放射性。事件以队长迪亚特洛夫命名，成为著名悬案，网上阴谋论众多。本片将换一个角度，从雪讲起。

搜救队2月底找到五具遗体，衣着不全、没穿鞋。5月雪融后其余四人在溪谷底部，衣着混乱，疑为用同伴衣服衬垫的雪洞。尸检显示科利瓦托夫死于失温但头骨骨折出血，萨沙和卢达肋骨断裂、胸腔内出血。

这些学生是学校最强健的徒步者，准备充分却再未归来。家属愤怒于搜救破坏营地、证据过早打包、案件草率结案，官方结论为「未知的强力因素」。

帐篷帆布从内部被割开，说明当晚他们决意逃离，不惜损坏唯一的帐篷。调查人员发现九组大多没穿鞋的脚印，从帐篷走向坡下的树林。尽管撤离仓促，脚印却显得平静有序；九组脚印表明所有人都能自行离开帐篷，尽管其中三人后来死于严重钝器伤。

雪崩是最显而易见的解释，按奥卡姆剃刀当晚的未知强力因素最可能是雪崩。但该理论有重大难题：迪亚特洛夫山口平缓的坡面不可能形成雪崩。

雪崩分松雪与板状两类，松雪像沙粒般沿坡倾泻，板状雪崩是一整块黏合的雪同时脱离。但所有这些滑动都需要坡度，而迪亚特洛夫山口扎营处坡度太缓，难以触发雪崩。

普兹林教授说该坡约两英里长、坡度约23度，而经验法则认为低于30度基本不必担心。雪崩后应留下源区和大量堆积物，但帐篷上只有几块雪。帐篷附近脚印数周后仍可见，似乎说明没有足够的风或新雪抹去一场雪崩。

调查草率留下大量疑点：负责人下令检测遇难者衣物辐射，结果未出案件已结，衣物却显示异常高辐射，无人跟进。调查文件被全部保密，葬礼细节受严格控制，负责人一度被调走且显得不感兴趣。数十年后苏联解体，信息真空催生恋人争吵、动物袭击、原住民袭击、KGB武器试验、秘密军事基地乃至UFO与雪人等阴谋论，长期主导事件讨论。

2019年俄罗斯政府应家属不满正式重启调查，列出75个官方假说，排除72个阴谋论，只留雪崩、飓风与板状雪崩三种理论。

旧案卷解密后，山腰气象站记录显示事发当晚天气远比原先估计恶劣：此前夜间约零下15摄氏度，事发夜低至零下30摄氏度；风速每秒4至10米，阵风或达每秒15米。美国国家气象局以每秒超过33米为飓风级，故风速不构成飓风，可排除飓风假说；但阵风可能把雪吹上帐篷顶，吓使队员撤离。极端低温还会改变雪的质地与结构，使雪难以黏合。

重新调查得出结论：造成迪亚特洛夫事件的未知强大力量必是板状雪崩，案件再次了结。但此前雪崩因营地附近坡度太缓而被排除，调查者虽认定三种假说中只有板状雪崩可能，却缺乏可信触发机制，也无法解释雪崩小到几乎不留痕迹。最终负责人被调离，无人再接受后续采访，冷案在60年后再次关闭，没有新答案。

雪的性质跨度极大，有时像沙流动，有时像砖块坚硬，多数介于两者之间。雪花形状不一定是片状，还可能是针状、柱状或板状，取决于形成时的温度与湿度，而形状决定雪花下落、堆积与老化时如何相互作用。

湿雪下落时略微融化，水填充缝隙并把雪花粘在一起，这种毛细力让人能堆雪人、造冰屋；干雪颗粒之间只有空气，彼此滑动，仅有少量摩擦。干沙丘上走动会引发沙粒倾泻，类似松散雪崩。

模拟流动的干雪或沙有两种方法：一是逐个模拟每颗雪粒或沙粒，依据摩擦与碰撞力计算，规则简单但粒子数一多就极其复杂，远不及山坡上数十亿颗雪花；二是把摩擦与碰撞打包成黏度，模拟整体性质相近的流体，可忽略微观细节，但需实地测量真实雪的黏度。

雪花在云中或下落时粘在一起叫聚合，科学家至今不清楚其机制。本节关注的是烧结：雪花落地堆积后缓慢凝结，水分子重新排列以减少悬空键，最终趋于球形冰粒，再经再结晶逐渐变成半固体块，内部有弱结合的冰晶和许多小孔，结构脆而多孔。雪越老、压力越大越像冰块。

真实雪堆由不同雪层叠成蛋糕状，各层黏性或粉状程度不同，新层压旧层会加速烧结，雪堆越久成分变化越大。在瑞士阿尔卑斯挖雪可见像糖一样的深霜层，由水汽结晶成冰形成，晶体细小脆弱，尤其怕剪切运动。无论弱层成因如何，某层失效、板状雪体开始滑动就会发生雪崩。

逐层测量所有可能的雪堆不现实，需数十年在危险坡面测量，因此科学家建立模型研究雪层的形成、老化与失效。但流体式流动雪模型不适用于雪层，雪板更像会碎裂开裂的脆性固体，这类形变难以用方程研究。模拟耗算力且需实地测量作基准，还要模拟固体雪破碎后开始流动，长期是物理学家的难题。

《冰雪奇缘》改编自安徒生《雪女王》，迪士尼开发近75年屡次搁置，2008年重启后改为电脑动画。电脑动画虽比手绘快，仍需大量人力：场景物件要建模、绑定、设计材质与光照，背景多为静态，只有主要角色可动。

2012年《冰雪奇缘》制作时，迪士尼数学团队试验现有雪模拟框架：流体模拟像水不像雪，刚体动力学由小团块组成也不像雪。他们找到物理学家研究等离子体、流体和沙子的物质点法MPM，经巧妙数学改造，把原本太慢、只用于科学的方法变成动画工具。

MPM能模拟泥土、沙子、冰淇淋和雪，尤其擅长表现雪的压实、碎裂与流动。但这些模拟并非按真实雪参数设计，也不用于预测真实雪崩，其目标是漂亮动画。团队为创作灵活性和计算速度牺牲科学准确性，还赴杰克逊霍尔实地观察雪，但呈现的是浪漫化版本。

雪物理学家让·戈姆看到《冰雪奇缘》的雪以为出自天才手绘，得知是MPM模拟后深受启发。他此前用离散元法DEM研究板状雪崩，但DEM有局限。2017年他赴洛杉矶与UCLA和迪士尼团队合作，通过严格基准测试对照真实雪测量改进模型，使其既快又足够准确，可供实际科学研究使用。

MPM是混合粒子网格方法，粒子在固定参考网格上移动，以背景网格为参照计算运动，雪板碎裂成小块时计算不成问题。它不适合橡胶这类拉伸大却基本不破裂的材料，却非常适合会开裂、散开、流动又撞回一起的雪，还能处理雪的压缩性。

俄罗斯政府重启调查后，《纽约时报》请Gome评估板状雪崩的可能性，他起初回答「也许有，也许没有」。他与Puzrin读资料后决定研究，因为若真是雪崩，那将极不寻常且有趣。他们用照片、地图、地形测量和当晚天气重建营地，判断滑雪者挖雪坡本身不足以引发雪崩。

若为雪崩，应是延迟雪崩：从挖雪到释放约十小时，且期间无降雪。仅凭雪的黏性松弛，在迪亚特洛夫山口坡度和板状雪尺寸下无法延迟数小时。他们转而考虑当晚山坡测得每秒四到十米的风速，风把山顶积雪搬运并堆积到坡上，使载荷随时间变化，而非仅材料属性随时间变化。

在合理风速、实测天气和帐篷位置范围内，数学模型显示小规模板状雪崩可在扎营数小时后、众人入睡时脱离：挖雪坡给雪层施加应力，强风把山脊雪搬到帐篷上方雪堆，数小时后额外载荷与雪缓慢松弛共同致裂。MPM模拟显示其冲击力足以造成相当于被车撞的钝器伤，与尸检报告一致，也能部分压塌帐篷而不完全掩埋，冠部断裂可被风或新雪覆盖抹去。

滑雪者挖雪坡扎营入睡，风把雪堆到帐篷上方山脊，强风或积雪与切坡应力使裂缝扩展直至板状雪崩脱离。他们割开帐篷侧面逃生，未穿鞋、未加衣。作为训练有素的登山者，他们冷静走向最近树林尝试生火，发现没有大规模雪崩后想回帐篷取物资，但严寒中衣着不足注定失败。有人失温后同伴取其衣物取暖；生火与返回均失败后，剩余者可能挖雪洞，用衣物隔热。

研究者强调这是纯科学问题之外的人性故事：同伴本可独自求生却留下照顾伤者，因此失去大量时间。重建仍只是猜测：模拟无法解释衣物为何测出放射性，也无法解释当年二月多人目击的明亮光球，数十个不一致细节仍未解。但六十年来科技与科学进步，终于证明雪崩可发生在人们确信不可能之处，且不违反物理定律。雪仍会难住物理学家，总有无法预测的雪崩与无法阻止的悲剧，但未知不等于不可知。