从能量的观点上来看，为什么竹子长得这么快？ 第1页

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，在微纳米尺度下，其内部也是空得多。

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。

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再补充一点，竹节。

如果没有竹节，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。

而竹节的存在，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。

竹子的竹节也起到这种横向连接的作用。

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-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。）相关回答：

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  ansatz 网友的相关建议: 
      

@赵泠 回答认为竹子只是长高比较在行但增重不行，这并不确切，联合国粮农组织有份报告说竹子的生物质增速总体而言要高于树木

回到问题，答案很简单，因为竹子生长不是单打独斗，人玩的是举国体制

你能看到的地面上的竹子并不是独立生命体，竹林才是，因为所有竹子都是从同一个地下竹鞭网络抽发出来的，如同一棵树上抽出的不同枝桠——枝桠显然不是独立个体，只不过竹林的本体埋在地下你看不到而已（这也是为啥竹子开花整片竹林都会死）

竹子长成以后是不会再继续长高或长粗的，它光合作用合成的营养基本都被传回地下竹鞭网络，用于扩张本体，以及开春时集中供应给新竹，也就是竹笋，用于快速生长以争夺最宝贵的资源——阳光；其它新生植物只能靠自己那点刚长出的嫩叶一点点积攒营养，怎么可能竞争得过竹笋这种人民币玩家。。。

这个“集中力量重点突破抢占先机”的策略非常成功，以至于竹林下基本没有其它植物的生长空间，生物多样性上差不多可以说是绿色荒漠。。。

与之类似的是蘑菇，其本体也是埋在地下的菌丝网络，而地上的子实体只是用来散播孢子的工具；蘑菇能一场雨过后一夜冒出来，自然靠的也是菌丝网络集中供应营养啦