歷史的故事生物學大師

介紹植物材料力學之父——都摩尼西歐

  
如果你問一棵樹,「哪一部份最有用?」
樹可能會回答,是吸收陽光的葉子、提供果實的種子,或是能夠保護土壤的根部。
如果再追問道:「怎麼沒有提到樹幹呢?」
樹木可能歎口氣:「樹幹不過用來支撐罷了。」
樹木也許不知道,那長期的默默支撐,貢獻也很大呢!

上帝是第一個木頭的鑑賞家,當祂要挪亞用木頭建造方舟時,不僅規定方舟的尺寸,還指定木頭的種類要來自「歌斐木」。現代的科學家已經不確定歌斐木的樹種,僅能猜測「歌斐」帶有樹脂的意思,歌斐木可能是古代類似香柏木能產生樹脂的樹種,這種樹木的木頭具抗壓性,耐沖刷,又不易腐爛。

木頭的功用
後來有些善於航海的民族,如在義大利半島的雅典人、黑門山下的非利士人、北歐的挪威人等,他們住的地方,都長有巨大的香柏木或柏樹,能夠建造結構堅固的船隻,航行大海。

向內陸發展的民族,也知道利用不同木頭的特性,製造成不同的物品。例如製成櫃子的木頭要防蟲;製成桌子的木頭要防濕;製成刀柄的木頭要耐磨;製成桶子的木頭要有彈性;製成房子的棟樑要能抗壓等。人類的文明有一大部份,就是架構在木頭之上。

材料的檢定
有趣的是,同時具有防蟲、防濕、耐磨、抗壓的木頭,大部份是長在寒冷的高山,或是乾燥的曠野地。在如此惡劣的環境下,植物生長緩慢,卻能使細胞長的緊密、纖維更多,而成為孕育上等木材的好地方。長得很快的樹木,可以快速的燃燒,可做點火用的木料,卻不是好建材,更不能拿來做船隻。

材料的力學試驗
古人選擇木材,是依據長期累積的經驗;近代人選木材,是用科學的實驗。歷史上第一個以物理與化學的實驗,來量化木材特性的,是荷蘭的科學家都摩尼西歐(Henri Louis Duhamel Dumonceau, 1700-1782)。他用不同的壓力、彎曲力與拉力來試驗木頭,看其是否容易斷裂、變形;也用不同的酸、鹼液體來浸泡木頭,看木材是否容易分解;又用海水反覆淋洗、日曬木頭,看海水是否容易滲入木材中。愈容易滲入海水的木頭,海水鹽份的結晶日後將造成木頭的龜裂。而含有樹脂的木頭,海水比較不易入滲,作為船隻的材料,將不易龜裂。

木頭的防腐
此外,他又提出,為要木頭容易清洗,又要防止木頭吸收船艙底或廚房的臭氣,要在木頭上再塗上瀝青或油脂,以保持船上的公共衛生。挪亞當年也是如此處理,在方舟的裡外都抹上松香。

松香的功用
當時歐洲海權正興,都摩尼西歐在1768年提出這個研究成果,一時被稱為最具影響性與實用性的發現,許多國家開始倡導在山上種植柏樹、樅樹、橡樹、胡桃木、山毛櫸等,以做船隻的材料。這個研究的成果反而落入歐洲列強權力的彰顯,不像挪亞建造方舟,是為保守普世生物生命的延續。

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