木材是特别的，当然，你也可以说它是奇怪的。 它是一种来自树木的天然材料。风、阳光、树荫、土壤、地理位置、雨水以及和周围其他植物的竞争，这些因素中的任何一个或几个的不同都会造成产生的木材在颜色、密度、纹理以及加工特性上的独特性。当我们将木材制作成家具时，每块木板都会对我们的工具有不同的反应，表现出它的“个性”。精湛的木工技艺就从了解木材的生物特性和树木生长的神奇过程开始。 物理特性 木材是由树中各种沿着主干、分支以及树枝方向生长的细胞组成的。而这些细胞基本上都是由纤维素（就像家里清洁海绵的那种材质）构成的，它们通过一种叫木质素的物质粘在一起。 你可以想象一块木头就跟用胶水（木质素）粘在一起的一束秸秆（细胞）一样。这些粘在一起的秸秆很难被拦腰折断，但将它们彼此分开（顺着从上到下的方向）会相对容易些。这就是为什么把木材沿着竖向纹理劈开比横向截断要容易。 从一棵树的横截面能看到其不同的生长类型（见图1.1）。最外面的是树皮，其中最靠外的树皮可以保护树木免遭昆虫、动物、自然环境的破坏和磨损；而靠里层的树皮则负责将由树叶通过光合作用产生的营养物质运输到一层名为形成层的很薄的活细胞中。 所有树木的生长都发生在形成层。形成层的细胞朝外生长形成树皮，朝里生长就变成了新的木材。 每年形成层都会朝里长出一个新的边材外圈，它的主要作用是将水分从树根运送到树的顶部。随着细胞生长，边材的最里层会渐渐失去运输水分的能力，它们就慢慢变硬成为心材，也就是树干的中部颜色较深的部分。而处在树干最中心的一个小区域的，叫作髓心。 在大多数气候条件下，树木在春天的生长速度要比夏天快。在同一个年轮内，这一现象具体体现在密度和颜色的变化上。每个年轮靠里面的部分叫作春材，在春天树木生长旺盛时形成，它们的细胞比夏天生长出来的夏材要大而且颜色也不一样。 水和木材 由于木材的细胞壁由类海绵物质（纤维素）组成，它们能够迅速吸收水汽。即使是一块“干”的木材，比如餐桌的表面，也会根据屋内的湿度（会随着天气和季节变化）吸收或是释放水分。因为细胞壁会根据周围的湿度去收缩或者膨胀，但这种变化只会体现在木材的厚度上，在长度上没什么影响。这就是为什么随着湿度的增加，桌面会变厚而不会变长。 木材在尺寸上的变动致使千百年以来的木匠师们面临一个必须解决的问题：如何以特殊的技术把木材永久地接合在一起？这些技术统称为“接合”技术，在下一个章节会有介绍。 干木材 当那些木材还是活着的树木的时候，它们含有两种类型的水：自由水和结合水。自由水就是能够通过中空细胞自由流动的水，而结合水是细胞壁吸收的水分。一棵树，其自由水和结合水的总重量能超过木材本身的重量。一般被烘干的用来做家具的木材里面没有自由水，结合水的含量也只有6％~8％。 想通过将木材放在外面自然晾干去去除所有的自由水和大部分的结合水，不是一件简单的事，因为木材在晾干的同时会收缩。这种自然的收缩会使木材开裂或者产生裂纹。 试想，一段新鲜的原木放在地上，水分从树皮和端面不断蒸发。当外圈的木材变得干燥时，它自然会收缩变小，但是里面的木材还没有怎么失水，它们依然保持原有的尺寸。结果，外圈的纤维收缩，绷得越来越紧最终破裂，于是导致木材产生从外向里的径向裂纹。同理，端面的水分蒸发引起其收缩，但它内部潮湿的部分不会收缩，并会给靠外的部分一个保持原状的推力。这样下去会怎样？ 结果就是，圆木的端面裂开以释放这个推力。 一段新鲜的圆木如果任其自然干燥，产出无裂痕木板的概率会因为裂缝而降低。解决的方法是将刚伐下来的圆木锯成厚木板，然后用油漆或者蜡封住表面。厚木板堆放时应该用小木块间隔开，这些垫块能使木板之间的空气自由流通；同时，应避免阳光直射和极度干燥的环境。这个过程叫作风干。一般情况下，每英寸（2.54?cm）厚的板子需要风干一年。 木材公司当然耗不起那么长的时间让木材在仓库里慢慢地自然风干，所以他们使用干燥窑快速去除水分。将每层板材以垫块间隔开，堆放在干燥窑内。窑内流动着温暖湿润的空气，然后空气的湿度会逐渐降低，每次变化时，空气的湿度都必须维持在比木材的湿度稍微低一点儿的程度。这种逐步降低湿度的控制方法叫作窑干。如果操作正确的话，这样是不会使木材开裂和产生裂缝的。 长纹理和端面纹理 为了能理解长纹理和端面纹理的含义，我们再一次运用那个把木块比成一束用胶粘起来的秸秆的例子。木块的四周，相当于我们能看到的外围秸秆，呈现的是“长纹理”或者“边纹理”。木块的上下两头，相当于我们看到的秸秆的横截面，呈现的是“端面纹理”。 理解长纹理和端面纹理的不同在我们胶合木材的时候非常重要。长纹理胶合（就像把两捆秸秆捆在一起那样）是非常牢固的，因为这种胶合可以看作用人造胶水把秸秆粘在一起。要知道，现代的胶水可比木质素粘得牢。而端面纹理胶合就显得不那么可靠了，那些多孔的易吸水的细胞会将胶合处的胶水吸收，这样就自然没有什么黏着性可言了。 径向变形和切向变形 当木材沿着横向纹理收缩或者膨胀时，它在每个方向上改变的程度是不一样的。在硬木（如樱桃木、枫木等）中，一般垂直于年轮的变形（径向变形）程度大概是平行于年轮的变形（切向变形）程度的一半。认识到这一点很重要。一个圆榫会随着内部水分的改变而变成椭圆形，一个锯平的板子有可能变成杯形。 杯形变形、弓形变形和扭曲 木材有三种形式的变形：杯形变形、弓形变形和扭曲。杯形变形是指在宽度方向的曲线变形，而弓形变形是沿着长度方向的曲线变形，至于扭曲则是沿着长度方向的一种螺旋状的变形。 除了湿度的变化，木材的“记忆能力”和内应力也是木材变形的重要原因。木材具有“记忆能力”，一块经过烘蒸变弯的木板，即使它已经干透了，当周围湿度增加的时候，它内部被压弯的纤维仍然会努力恢复它们原来的状态。这就像一块十分干的、皱巴巴的清洁海绵被丢进洗碗水里，它依然会恢复成原来那样平整、方正的形状。当弯曲的纤维重新吸水膨胀时，它们将促使木材变回原来的笔直模样。好的曲木家具应该通过各种工艺来锁定它的每一个弯曲部分，以抵抗木材本身的“记忆能力”。 内应力是由树木具体的生长情况或木材被干燥的方式产生的。当你在台锯上沿着板材的长度方向锯切木板时，锯出来的两边有时彼此并不平行：它们要么往一起挤，夹住锯片，要么向两边分开。导致这种情况的原因可能是，当从板子上裁去一块儿木料之后，木材内部的生长应力变得不均衡，它需要通过变形来达到一种受力平衡。当然烘干不当或者木材内部湿度不均匀也会造成这种现象。 之所以会发生扭曲，是因为许多树在生长时本身就有一点螺旋式生长的倾向。被加工成平板的木材，由于裁切或者内部湿度的波动，其内部的平衡会发生变化，这时它就倾向于在一定程度上恢复扭曲的状态。 从一块板材的表面切掉一些木料，会引起它产生杯形变形、弓形变形或者扭曲，因为原有的应力平衡被打破了。大多数时候，只有当你去掉超过1/8 ?in（0.32?cm）厚的木料时，这些变化才能被发觉。曾经有一个让我很受打击的经历：我用手工刨刨一个英国棕橡木的桌面，我一点一点地刨，可到最后才发现不对劲儿，最后我不得不无奈地看着它成为一个差强人意的作品。做木工就是这样的。 如果板子的外侧受潮了，这一面就会膨胀，使板子背向受潮面形成一个杯状弯曲。这种变形（临时的）可以在把板子内侧也弄湿或者将板子外侧烘干之后消失。 当一块硬木板材经过烘干并平整定形后，一般不会发生弓形变形或扭曲。但是，发生杯形变形的危险还是有的。
