空一格，将来多搞科普，逐渐淡出政治话题 阅读原文 材料力学里有一个现象，叫做：尺度效应。 学术表达比较难以说得清。 直观的理解就是：具有微米、纳米尺寸结构的材料，比同等质量的 体材料，强度要高。 什么是 体材料？比如一块实心铁，它就是一种体材料。 大家常听说，碳纳米管的强度比钢还要强，有人说因为碳米管强度足够大，可以用来建一个地面到太空的梯子。 或者再举个例子。 这种内部带网格的材料，单位质量能够承受的载荷，比一块实心的材料要大得多。 （什么是载荷？可以理解为拉、压力） 尺度效应的根本原因是：材料内部形成了很多表面，比表面积远大于实心体材料，而表面的强度往往要大于实心体材料。 （什么是比表面？包含的所有内部表面的面积总和，除以宏观体积） 扯了这么多，回到竹子。 竹子是空心的，竹子的比表面积远大于普通木材。 实际上，竹子不光在肉眼可见的厘米层级可以看到是空心的，它酿的在纳米尺度下，其内部也是空得多。 竹子扫描电镜 木材扫描电镜 所以，竹子说白了，它就是一种典型的具有强大「尺度效应」的材料，它具有很高的比表面积。 竹子的生长，不论是从宏观上还是从微观上，都是一堆「表面」在扩大。而不是实体的壮大。 宏观上看它只是一个环形的管子。微观上看，它也是一堆环形的管子。 所以，从总质量的增长角度看，竹子未必比别的树木强；但是从高度上，它比别的树木强多了。 正是由于竹子有很大的强度，能够轻易支撑起自重，所以可以用横截面积较小的空心结构，实现将光合作用产生的有限材料，尽量在纵向向上堆叠。 而且，由于竹子在高度上有优势，所以能够不被遮挡，得以享受更多的阳光资源，从这个角度它也可能长得更快一些。 ------------------ 再补充一点，竹结。 如果没有竹结，想像一根很长的吸管，是不是很容易变形，然后一下之就塌了。我们称之为失稳。 失稳就是当载荷超过失稳临界点时，材料突然一下全面失效的现象。 越细长的东西越容易失稳。反之，越短粗越不容易失稳。 而竹结的存在，使得竹子由原本一根不稳的长管子，变成了很多段不会失稳的短管子。 很多双子塔都有一道横向连接，可以大大增加建筑物的抗失稳强度（当然，按照设计，建筑物是不会失稳的。但是摩天大厦会摆动）。同时也是为了便利交通。 竹子的竹结也起到这种横向连接的作用。 ----------------- - 我以前论证过，竹子几乎是我国特有的物种（世界上绝大多数的竹子产于我国）。 - 我国古人因为有竹子，容易加工成扁担，这可能是我国古代就具有强大基建能力的原因。别的文明基本都是用头顶，我们是用肩挑。早期工具简单，用木头做成扁担难度挺大的，跟现代社会没法比。 - 由于竹子容易加工成片状竹简，可能因此我国古人较早使用了软笔书写文字，早期文化得以较为便利的传播。而世界其他地方只能用不便利的硬物在泥板上刻画（注意：甲骨文是祭祀用的，不是日常书写和记录用的。） 阅读原文
