比如，现代人都知道“会使用工具”是人类区别于大多数其他动物的一个特征，但他们当时并不太重视作为工具使用的工具。他们也知道火塑造了人类社会，但他们并没有太重视。生火的必要条件是木材的燃烧。
现代，各种新材料层出不穷，在我们的印象中，木材自然要退出历史舞台，至少会变得更加次要。钢是现代的，木是传统的。在某种程度上，这是事实。即使在最需要木材的家具行业，塑料和钢铁也越来越多地取代木材。当然，木材也在不断改进。例如，刨花板、指接板等各种“再生”木材已成为新材料。可塑性强，产量大。他们可以使用木材的剩余材料。由于成本低廉，它们现在比实木更耐用。市场份额大。然而，这些木材的用途仅限于室内和某些物品，可能仍然无法改变“木材没那么重要”的印象。这并不是说木材在美学上不再流行。事实上，即使是瓷砖、塑料和钢材也会模仿木纹。
今天，当我们走在城市街道上时，我们看到的是一个由塑料、玻璃、瓷器和钢筋混凝土构建的现代城市世界。只有在传统的古典建筑中才能看到久违的木材。木材似乎只在某些领域保留其地位，例如音乐设备和实木家具。
仍然来自《大都会》（1927）。
更不用说木材成本高昂，其易燃性限制了其参与现代城市世界的建设。但也许情况并不一定如此？例如，只有建筑物的木梁表面会被烧焦，烧焦的表面可以阻止火焰进一步燃烧到内部，使钢框架更容易熔化和倒塌。当然，这也取决于建筑物的高度和环境等因素，而不是由单一因素决定的。
以下摘自《木材与文明：树木塑造的人类史》一书，经出版社许可。从中，我们可以一窥木材如何参与现代世界的创造。摘录已被省略。标题来自摘录。注释见原书。
原作者| [中文] 罗兰·恩诺斯
《木头与文明：树木塑造的人类史》，[英文]罗兰·恩诺斯着，王楚源译，天津人民出版社，未读，2023年1月。
成为飞机的一部分
20世纪初，一个新的产业诞生了——飞机制造，而木材在这个产业的发展中发挥了至关重要的作用。
您可能认为像飞机这样先进的机器从一开始就应该使用金属等“现代”材料。毕竟，金属更硬、更坚固。然而，对于仅配备低功率发动机的早期飞机来说，良好机身的关键是使其尽可能轻。前面我们提到，在同等重量的前提下，木材和金属一样坚硬。例如，因为相同重量的木材可以制成更粗的柱子，所以它实际上比相同重量的金属柱子更坚固。因此，早期的飞行器是由由金属板连接的木支柱连接的盒子制成的，并且框架以对角方式支撑以抵抗剪切力。
以早期的飞机为例，如莱特兄弟的飞行器和布莱里奥单翼飞机。除了机翼被织物覆盖外，机身也是一个中空的开放式框架。后来，为了让飞机具有流线型的机身，其表面还覆盖了织物。第一次世界大战期间的双翼飞机和三翼飞机，例如索普威思骆驼及其主要竞争对手福克三翼飞机，是轻量化设计的奇迹，当时生产了数千架。大部分制造工作都分包给家具制造商。
胶合板是第一种真正由木材制成的新材料，早期的飞机制造商是这种材料的主要用户。前面我们提到，木材的性质在纵向和横向纹理方向上差异很大，正是由于这种各向异性，才很难对木材进行成型或将其投入各种用途。如果从错误的方向施加压力，木材可能会沿纹理分裂，从而造成灾难性的后果。
参加过第一次世界大战的信天翁 DV 战斗机进行飞行表演。（图片来自“Wood and ”，来自 Alamy 网站，摄影： 。）
1797年，塞缪尔·边沁想出了一个有先见之明的想法来克服这个缺点。他认为可以将几张单板粘在一起，使每张单板的纹理彼此成直角。边沁认为这些薄板特别适合造船，因为薄板船体比用传统厚板建造的船体能承受更大的剪切力。然而，在他那个时代，建造胶合板是不切实际的。因为为了获得薄板，只能从树干上直接锯切薄木片。用这种方法制成的胶合板与传统板一样宽度非常有限。直到1851年这个问题才得到解决。当时，伊曼纽尔·诺贝尔（ Nobel）获得了高效旋转车床的专利（他是阿尔弗雷德·伯恩哈德·诺贝尔的父亲）。
车床的工作原理是这样的：将原木的两端固定在巨大的机床上。当机器启动时，木材开始旋转。长刀会沿着木体切割，切出薄薄的单板，就像从卷材上切下来一样。就像撕下一张卫生纸一样。尽管这种车床操作要求原木几乎完全笔直，但仍可以生产巨大的单板。最初，用这些单板制成的胶合板质量很差，因为用动植物胶将单板粘合在一起，不防水，而且容易腐烂。早些时候，胶合板通常仅用于制作简单的物品，例如艺术家的画布。但家具设计师很快发现它是一种理想的材料。纽约的约翰·亨利·贝尔特等设计师通过实践发现，胶合板可以很容易地弯曲并塑造成二维甚至三维曲线，从而创造出优雅的洛可可风格的家具。
胶合板制造弯曲机身的能力也引起了早期飞机设计师的注意，因为这意味着他们可以制造出更平滑、更流线型的机身。
仍然来自《走出非洲》（1985）。
1912 年，Jules 驾驶硬壳式 单翼飞机赢得了戈登·贝内特杯 ( Cup)。这架中翼飞机造型优雅。它的锥形机身由三层郁金香木制成，并配备了巨大的流线型螺旋桨轮毂盖。这个设计在当时是非常先进的，为以后的飞机设计指明了方向。然而，在随后的一战期间，只有少数德国设计师在建造飞机时使用了胶合板，包括我个人最喜欢的“鲸鱼”罗兰C-II侦察机和信天翁DV战斗机。虽然数量很少，但是看起来却非常漂亮。机身正面常被漆成张开嘴的鲨鱼，以显示其灵活和凶猛。然而，使用胶合板的飞机比传统木架飞机要少得多。这可能是因为这些飞机较重，或者因为它们在潮湿的天气下容易腐烂。
胶合板的大众时代
20世纪20年代，人们开始使用新型聚合物树脂来粘合单板，防水问题终于得到解决。室内用胶合板采用廉价的脲醛树脂，而室外用胶合板则采用防水酚醛树脂。不久之后，8 英尺 x 4 英尺（1 英尺 = 30.48 厘米）的胶合板被批量生产用于一般建筑用途，并成为专业木匠和业余木工爱好者的首选材料。制造商还开发了用于建造各种船舶的高品质船用胶合板。
在过去的 60 年里，胶合板的使用使得能够设计和生产廉价的套件大小的小艇，使小艇航行更加流行。在《每日镜报》的推动下，英国已建造了7万多艘两人小艇；在南非，达布奇克的单人小艇数量也达到了4000多艘。 20世纪60年代末，我父亲花了很多周末在他的车库里建造一艘迷你胶合板帆船，但我的印象是他的造船过程并不总是一帆风顺。船用胶合板的防潮能力甚至受到乐器制造商的青睐。我记得在早期的音乐暑期学校，我遇到了一个特别热情的人，他有一台胶合板低音录音机。该竖笛横截面呈方形钢材密度是多少，看上去很丑，但听起来却和我听过的任何低音竖笛一样甜美，这是很少见的。
后来，随着飞机发动机变得越来越强大，飞机变得越来越快，人们使用了更硬、更重的金属，例如钢和铝。但令人惊讶的是，胶合板在第二次世界大战期间再次崭露头角。由于担心金属短缺，英国飞机设计师开发了价格实惠的木制滑翔机，用于诺曼底登陆等空中突击任务，甚至开发了超高速轰炸机。德哈维兰制造的“蚊式”飞机被机组人员称为“木制奇迹”，它具有巧妙的“三明治结构”机身，中央是轻木，两侧覆盖着三层桦木胶合板。飞机制造商首先将两面的胶合板分开并成型，然后将它们粘合在一起。飞机机翼也覆盖有胶合板。每架蚊式轰炸机均由两台劳斯莱斯梅林发动机提供动力，速度比大多数德国战斗机都要快。飞机总产量接近 8,000 架。它们的应用范围从侦察到轰炸，甚至夜间作战任务。由于蚊式轰炸机的成功，胶合板在世界大战结束后继续被使用，并被用于吸血鬼战斗机的机舱。
如今，胶合板仍然是一种重要的材料，每年生产的胶合板超过1.45亿立方米。但在过去的70年里，许多新型人造面板开始进入公众意识。
剧照来自《我爱我的家人》（1993）。
这些人造板大多性能较差，主要是利用剩余的边角料。
人造板中生产工艺最简单的是刨花板，只需将木屑和锯末用树脂胶粘合在一起，然后压实成板材即可。虽然刨花板易碎，但经常在廉价家具中用作夹层。宜家标志性的比利书柜由刨花板制成。刨花板的表面覆盖一层薄薄的单板，不仅可以增加强度，还可以美化外观。美国和斯堪的纳维亚的林产品实验室已开发出各种纤维板。生产纤维板所用的木材预先经过机器操作浸泡软化。这个过程是分离木材细胞；完成这一步后，将其压成片材并用树脂胶防水。纤维板用途广泛，从高密度硬纸板到中密度板（室内改造秀上设计师的最爱）再到最轻的纸板钢材密度是多少，纤维板已经证明了其作为一种经济实惠的包装材料的价值。如今，每年生产约2.5亿立方米纤维板。
木结构建筑拔地而起
如今，木材需求增长最快的行业是板材生产，该行业使用木材生产性能优于实木甚至胶合板的材料，例如单板层积材和交叉纤维层积材。
《完美陌生人》（2016）剧照。
层压板由锯切木板制成，具有美观的外观。它的最大优点是，通过将大量廉价的短板粘合在一起，几乎可以制成任何尺寸和形状的梁和木板。建筑师永远不会受到树木大小的限制。指接榫的发明使层压板技术取得了重大突破。每块短木板的末端都被机器切割成波浪形状，可以像手指一样精确而紧密地固定在一起；当牢固粘合时，所得接缝几乎与整块木头一样坚固。要制作胶合木梁，只需将木板一块放在另一块上面即可。木板的数量没有规定限制，但需要在指接处错开，以避免削弱梁的强度。在这个阶段，木梁甚至可以像一副纸牌一样弯曲。整个结构确定后，将其粘合紧密，然后用液压机压紧。交叉纤维层压板的生产工艺与胶合木梁相似，只不过板材按照木纹纵横交错堆叠，使板材在各个方向上都同样坚固、耐腐蚀。
挪威布卢蒙达尔的 Mjösa 塔共有 18 层，高约 85 米。它是目前世界上最高的木结构建筑。其内部由胶合木框架结构和交叉纤维层压木梁支撑。 （图片来自《木材与文明》，摄影： Ennos。）
层压板不仅具有胶合板坚固、成本低的优点，而且保留了木材本身的美感，因此用途广泛，例如用来制作漂亮的家具。但相对来说，这种材料最适合建筑。设计师可以制作各种样式和尺寸的木梁，并且形状可以由计算机控制。木梁完成后，用螺栓和钢板连接在一起，形成建筑物的基本结构。随着这种建筑工艺的成熟，木结构建筑蓬勃发展，为传统的木家居风格增添了轻盈和优雅。
在英国，层压板广泛用于美丽的花园建筑。例如，谢菲尔德冬季花园是温室建筑的新诠释。它的玻璃外壳由优雅的抛物线拱门支撑，该拱门由层压落叶松木制成。埃塞克斯有海德霍尔花园，由皇家园艺学会管理。它的游客中心是对古老的什一税谷仓建筑的现代诠释，但有巨大的柱子和椽子，由层压板和玻璃制成。主厅使室内光线更加充足。除了英国之外，世界各地的人们也在充分探索这些材料的艺术和工程可能性。法国洛林梅斯蓬皮杜艺术中心是巴黎蓬皮杜艺术中心的一个分馆。这座美术馆可以说是最大限度地发挥胶合木艺术潜力的一个例子。屋顶呈六边形，宽91米，从地面到屋顶最高点高77米。整个建筑使用的胶合木梁总长度为16公里。在美国和加拿大，正在建设大型体育场，以利用轻质胶合木的工程优势。美国东肯塔基大学校友体育场拥有世界上最大的木质拱形屋顶，跨度超过93米。加拿大为 2010 年冬季奥运会的滑冰比赛建造了里士满奥林匹克椭圆速滑馆。其屋顶由 2,370 立方米的花旗松胶合木梁支撑。这两座建筑的拱形结构跨度比圣潘克拉斯车站的单跨拱廊宽得多。木结构建筑技术最令人兴奋的发展是在新一代高层建筑中。
梅斯蓬皮杜中心的木质细节。图片来自中心网站()。
近10年来，木结构建筑变得越来越高。澳大利亚墨尔本福特大厦于2012年竣工，共10层，高32米；挪威布卢蒙达尔的 Mjösa 塔是一座多功能建筑。 ，共18层，高度85米。这些高层建筑由厚木梁支撑，外墙覆盖交叉纤维层压板。它们的重量仅为传统钢筋混凝土建筑的1/5左右，消耗的体现能源（又称“虚拟能源”，是指从加工、制造到运输的整个过程中直接和间接消耗的总能源）仅为是传统建筑的一半。此外，木结构建筑在防火方面也有优势。
一般的观点认为木材是易燃的，会助燃火灾，但实际上只有巨大木梁的表面才会被烧焦，而烧焦的表面可以阻止火焰进一步燃烧到内部；相比之下，钢框架很容易熔化和倒塌。如今，建造更高木结构建筑的计划正在进行中，例如阿姆斯特丹的 21 层住宅楼、斯德哥尔摩的 40 层塔楼以及伦敦的巴比肯中心 80 层木塔。很快你就会看到一座高大的木塔在伦敦的混凝土建筑中拔地而起。
木材不会过时
木材是许多行业所需的原材料，特别是那些在生产过程中涉及木浆工艺的行业。 1930年，汤姆林森发明了回收锅炉，可以回收牛皮纸制浆过程中使用的所有无机制浆化学品，大大提高了生产效率。如今，几乎所有制浆工艺都采用牛皮纸制浆，每年生产纸张超过4.4亿吨。当然，并非所有纸张都用于印刷书籍或报纸。
80年来，技术专家开发了多种纸制品，如包装纸和各种纸质卫生用品。大量木浆进一步加工成纯纤维素，用作生产各种纤维、片材、薄膜和涂料的原料。纤维素最初用于生产不可燃涂料，例如本文提到的木质飞机织物，但在 20 年代和 1930 年代，整个行业都以木浆为基础。的。黄原酸纤维素是粘胶纤维的原料，醋酸纤维素和硝酸纤维素用于生产各种塑料，三醋酸纤维素是电影胶片的原料。随着计算机的普及，一些人认为纸张将被扔进历史的垃圾堆，但今天纸张的使用量正在增加。无纸化办公仍然是一个白日梦，打印机和复印机在任何工作场所都是不可或缺的。电子阅读器也未能如预期取代精装书和平装书，人们似乎更喜欢纸质书的便利性和质感。
显然，我们不能再简单地将木材视为过时的材料。经过工业加工，已被塑造成一系列可与现代金属、混凝土、塑料和各种复合材料相媲美的全新产品。木材的生产规模和使用量逐年增加，2018年达到14.5亿立方米，到2030年可能增加到16.8亿立方米。如今，水泥的生产量每年约为13亿立方米，而木材的使用量木头就更大了。
《西伯利亚理发师》（1998）剧照。
当然，我们对木材的需求给世界各地森林中树木的生长带来了巨大压力。人类与木材的关系对生态环境和整个地球的影响已成为一个紧迫的问题。
（注：封面图片为《榫卯》（2017）剧照。）
原作者/【英文】 Ennos
摘录/罗东
简介校对/王欣
