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为什么树不会长到天一样高

时间:2022-12-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:让我们看一看,大自然是怎样“关照”树木的。这种情况下,树干的体积和重量则会增加到1003倍,也就是1000000倍。很明显,假设树干增加了高度,如果它的几何形状保持不变,那它就会被自己的重量压倒。所以,树木应该有一个极限高度,一旦超过这个极限,树木就会被压坏。这就是树木为什么不会“长到天那么高”的道理。在一系列的例子中很容易观察到植物高度与粗细比例的变化。


“幸好有大自然的关照,树木才没有长到天那么高。”这是德国谚语所说。让我们看一看,大自然是怎样“关照”树木的。

如果有一棵能牢固支撑自己身体重量的树干,设它的直径与高度都增加为原来的100倍。这种情况下,树干的体积和重量则会增加到1003倍,也就是1000000倍。树干的抗压能力是由它的截面积所决定的,截面积这时只增加为原来的1002倍,也就是10000倍。所以,树干的截面每平方厘米的面积上要承受100倍的负荷。很明显,假设树干增加了高度,如果它的几何形状保持不变,那它就会被自己的重量压倒。高大的树木要保持完整无损,它的高度和粗细的比例就应该比矮点的树更小一些。但是树干加粗的结果是树的重量也同时增加了,也就是树木的下部所承受的负荷增加了。所以,树木应该有一个极限高度,一旦超过这个极限,树木就会被压坏。这就是树木为什么不会“长到天那么高”的道理。

具有非同一般韧性的小麦秆让我们感到吃惊,例如,黑小麦,它的秆粗细只有区区3毫米,但却有1.5米那么高。在建筑技术上最细高的建筑物要数烟囱了,它的平均直径为5.5米,高度可以达到140米。这个高度相当于直径的26倍,而黑小麦秆的高度竟然将近直径的500倍。但是,在这里我们不能就此下结论,认为大自然的生物要比人类的技术产物更完美。计算结果表明(由于计算过程复杂,我们在这里不详述),如果大自然需要按照麦秆的模样建设一个高140米的管道,它的直径也要在3米左右:只有这样的管道,才可能与麦秆具备同样的韧性。这和人类技术所能达到的标准并没有太大的区别。

在一系列的例子中很容易观察到植物高度与粗细比例的变化。黑小麦秆(1.5米高)将近它的直径的500倍,竹子(30米高)的这个比例关系等于130倍,松树(40米高)这个比例为42倍,而桉树(130米高)的比例则为28倍。


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