让我们一起来加深对木材的认识吧！——“虎纹”是怎么形成的？ ... ... ...

　　

　　3、年轮及“虎纹”的宏观图片：

　　“虎纹”又称绉状花纹、波形花纹。

　　

　　4、木射线的宏观图片：

　　木射线也是木材组织中的一种"导管“，负责径向方向的养料输送。不同的树种，其尺寸大小不同。它们在”三切面“上暴露的形状也不同。

　　木射线对小提琴声学品质有无影响？目前尚有争议。

　　

　　

　　5、下面进入微观世界：

　　先来一张植物横切面的显微图片。

　　木材微观结构主要是由各种中空的细胞组织组成的。比如，木纤维细胞管、射线细胞管、导管等。

　　不同的树种，这些细胞的大小或者尺寸也不相同。比如，一个木纤维细胞的长度可为2-10mm。

　　这些细胞的排列方向基本上与树干的轴向一致。除了射线胞管，它是由髓心沿径向向外辐射的。

　　

　　6、下面是一个木材细胞横切面的结构示意图：

　　

　　7、我们来看下所谓的“早材”与“晚材”（或者叫“春材”与“秋材”）在微观上有什么不同：

　　在一个年轮内，由于生长时间不同，木材细胞的生长速度不同，就有了“早材”、“晚材”之分。
“早材”部分的木细胞通常比较大，细胞壁比较薄；“晚材”则相反。

　　不同的树种，早晚材差异性大小也是不同的。有的十分明显；有的则区别不大。

　　下面是一张“横切面”的显微照片，可以看得很清楚

　　

　　8、下面我们用模型来归纳总结上面介绍的一些要素：

　　

　　

　　

　　9、接下来，我们用实物的高倍显微照片来进一步认识木细胞的结构与特征：

　　（请将这些照片与上面第8条的模型对照着看。特别是与上面那个手绘的模型对照着看看。）

　　下面这张是“弦切面”上细胞的剖面照片，以及木射线细胞在这个切面上的模样：

　　

　　而这张则是“径切面”上细胞的剖面照片，以及木射线细胞在这个切面上的模样：

　　顺便说下“纹孔”。照片上可以看到，在细胞管上还有许许多多的小孔，叫做“纹孔”。这些半开的纹孔，是细胞与细胞组织之间输送物质的通道。

　　

　　下面来几张“横切面”和“弦切面”细胞组织的显微照片：

　　

　　10、在大致了解了木材的微观世界后，让我们回到本文开头提出的问题：“虎纹”是怎么形成的？

　　我们已经知道，木材的宏观（外观）表现，比如，色泽、纹理、花纹等等，都是木材微观结构的反映。

　　同样，木材的力学、声学性能，也是由木材的微观特征决定的。

　　本质上来讲，木材是一种多孔性材料。木材的物理性能是各向异性的。

　　小提琴背板“虎纹”的宏观图像是比较有规律的。即，大致都是深浅相间的条状花纹。在这个宏观尺度范围，微观结构到底发生了什么有规律的变化，才导致了宏观“虎纹”图像的出现呢？有的资料称，是因为背板木材中的木细胞在轴向，沿着弦切平面，发生了左右弯曲造成的。对此，我们很难想象用微观知识来解释。即使用生理学知识，似乎也很难解释，为什么细胞不直线生长，而是要弯弯曲曲，特别地，还是非常有规律地弯弯曲曲生长呢？

　　希望能够解开这个谜。

　　我设想，是否做一个实验？取“虎纹”深浅不同部位切片、制样。拿到显微镜下，看看这两种部位在微观结构与形貌上有什么不同？而要解释为什么会不同，则更难吧。

　　宏观“虎纹”<—— 微观差异 <—— 差异形成的原因。

　　我找到一段有关“虎纹”的英文叙述：

　　“Figured wood has been sought and worshipped for its beauty for centuries. Any design, pattern, or distinctive mark that appears on the surfaces of wood may be described as figure, and it results from combinations of color, luster, texture, and grain.

　　Even though it has been studied for a long time, very little is known about why figure develops in wood. There are a lot of contradictory theories, and the ultimate causes are largely unknown. Ecological factors have been studied to see if they have an affect on figure, but there are no studies that have shown a definitive correlation of factors like geographic location, climate, soil, bark, foliage, rate of growth, etc. on figure. Most of the best figured wood develops in well formed, straight, healthy trees. All figured wood types occur in almost every part of the world where figure is recognized, although certain areas appear to produce more figured trees than other areas. ”

　　大意如下：

　　人们对“花纹”的研究由来已久，但对其成因仍然所知甚少。学说何其多，真相却了了。
研究了生态因素的影响。比如，地区、气候、土壤等等的影响。亦无功而返。

　　“There are three broad types of figure, including “normal figure” (texture variation showing growth layers, knots, etc.), “pigment figure,” and “specific figure,” which results from the non-vertical alignment of longitudinal fibers in the wood. Specific figure can be hidden or enhanced by cutting methods, such as quarter sawn, flat (plain) sawn, etc.

　　Figure occurs in living trees primarily as variations or distortions in the vertical alignment of grain in either radial or tangential directions that result in common figure types known as stripe, blister, curl, wavy, and several other variations. Commercially usable figure is seldom found in trees less than ten inches in diameter. Once it starts, it becomes more pronounced in subsequent growth rings. Wavy grain is quite common near limbs and roots, where it is localized in small areas.

　　Some is wavy in the radial plane while some is wavy in the tangential plane. The cause of undulating growth is traced to the method of cell division and enlargement. Undulating growth appears to the viewer as an optical illusion of movable stripes or contrasting patches of light and dark areas resulting from the fibrous structure. Figure caused by undulating grain in wood is similar to striations formed in certain gemstones. Figure is also a result, in part, of an interference pattern produced by light rays striking the fine, undulating fibrous elements contained within figured wood.

　　When the radial surface of wood exhibits wavy growth or grain, the tangential face is smooth and the wavy or undulating grain can be observed, but is not evident to the touch. When a wood section with curly grain is split, it separates along the rays and along the wavy grain and is exhibited as a corrugated surface that can be seen and felt on the radial surface. Undulating growth is the result of elongation of individual cells that are initiated at the same time which are somewhat delayed, resulting in some that are longer than others.

　　Wood with curly or fiddleback figure commonly is cut in a manner to display a radial surface, which would be corrugated if the wood had been split. Appearing on smooth surfaces in place of waves are series of alternately bright and dark stripes that shade into one another and produce an illusion of actual waves. Change in brightness result from differential light reflection. Relatively high absorption by exposed fiber ends produces dark bands; reflection and diffraction from fiber walls cause bright bands. Because the fiber walls are curved sharply and act as concave or convex reflecting surfaces, any change in angle or view or incident light makes the apparent waves seem to shift.

　　When cut on the true quarter, fiddleback figure will show as a series of straight, evenly spaced, horizontal or slightly canted stripes. When cut slightly off true quarter, these stripes may appear wavy or branched." 

　　大意如下：

　　（ 虽然花纹生产的原因还没有定论，但下面的理论给出了一种解释 ）

　　花纹，比如“虎纹”产生的原因，是木质纤维细胞分裂过程中发生了弯曲生长。在径切面上，这种弯曲的纤维被切割露出。纤维末端部分，由于吸收光线，呈现暗条纹；而纤维管表面部分，由于能很好地反射光线，呈现明亮的条纹。两个区域交替，就组成了“虎纹”花纹。

　　我画一个虎纹分布的示意图：

　　根据示意图，“虎纹”好像是一层一层沿树干分布的。这自然会让人联想到两种可能的成因：

　　1、类似年轮中的“早晚材”，会不会是生长密度不同产生的？

　　但是这个推测不好解释为什么其它树种没有“虎纹”?

　　2、是纤维弯弯曲曲生长造成的（如上面的那段英文解释）

　　但是为什么纤维在枫树等少数树木中会弯曲生长，在其它树种中却不会？这个好像目前也没有答案。

　　

　　国内看到的只字片语解释也是倾向于这个理论。

　　从立体几何上看，这个解释容易站得住脚。不过为什么要弯曲生长？其进一步的原因分析似乎仍不充分。

　　发现了”国际木材解剖学家协会（IAWA）“网站，里面有各种树种的显微解剖照片。

　　网站地址：http://www.iawa-website.org/

　　分页地址：比如：https://insidewood.lib.ncsu.edu/description?86

　　这是“小叶紫檀木”波形纤维的照片：

　　

　　

　　

　　

　　

　　15、扩展思考题：

　　“虎纹”的多少，对小提琴的音色品质到底有没有影响？

　　一种观点认为，“虎纹”多少对声音品质没有影响。比如，一些意大利名琴，其背板"虎纹“并不明显，但是声音品质却非常出色。

　　另一方面，大家都认为，声音质量取决于木材质量与制作水平。而木材质量又取决于木材的构造。那么，木纤维的形态自然对声音的传导起到重要作用。试想，顺直排列的木纤维与弯弯曲曲排列的木纤维，其声学性能是不一样的。从这个角度来看，”虎纹“的多少，对小提琴音色应该会有影响的。

　　除非这种解释，即，影响小提琴声学品质的部件主要是面板。背板对提升声音品质的贡献不大。因此，木纤维排列形态贡献率，与背板这个”弱“影响因子贡献率相乘，被进一步削弱了。

　　大家认为呢？