宏觀物體的應力集中是由於幾何、材料、載荷不連續引起的。但是，對於DNA這種微觀領域內的物質，其本身的組成就不是一個連續體，所以無法簡單的用應力集中來描述。實際上微觀領域根本不存在應力的概念，也就無所謂應力集中了。下面，我就從最基礎的應力集中概念開始，有了這些基礎才方便深入到DNA這種微觀領域。

可能很多人都不知道什麼叫應力集中，這是一個稍微專業一點的力學名詞。在機械類專業大二的材料力學中有一點點介紹，但是普通的機械類專業，應力集中不是重點，授課的時候也是一帶而過。真正較為詳細介紹應力集中概念的是在彈性力學中，不過機械類專業很少會系統地學習彈性力學。於是，絕大部分機械類專業的人，對應力集中瞭解不夠，更不用說其他專業的了。

上圖是彈性力學中用來介紹應力集中的示例。一個較大的平面（二維問題），內含一個較小的圓孔，遠處有水平方向的均勻拉應力。這種狀態下，圓孔孔周，特別是上下兩點的應力會非常大，是遠處的3倍；而左右兩點的應力則是受壓，為-q。像這種由於孔洞的存在，造成應力分佈不均勻，應力聚集到了一起，在區域性應力增大的現象，就是應力集中。上圖的力流動如下，孔周由於空間狹小，變得更加密集。

應力集中的原因在於物體的不連續性：不僅僅是幾何形狀的不連續，也包含材料屬性的不連續和外載入荷的不連續。實際上，這裡暗含了彈性力學的兩個基本假設：連續性假設和均質假設。

幾何不連續指的是物體不是一個完整的整體，內含一些孔洞，就像上面那個例子一樣，孔周的區域性位置，應力會遠大於遠處的載荷。但是，實際上，應力集中的幾何不連續遠不僅限於此。如下圖右邊，臺階狀的一個物體，遠處受拉，在臺階附近的應力也會明顯超過遠處的應力。所以，這裡的幾何不連續，指的就是幾何邊界的線型變化，比如直線轉弧線。儘管是光滑的連線（切線方向重合），但是線上型變化的連線處依然產生應力集中。

材料不連續指的是物體不同的位置材料屬性是不一樣的，即材料不是均質的材料。舉個例子，我們給手機貼膜。手機螢幕和手機膜是兩種不同的材料，在同樣的載荷下，兩者的響應完全不一樣，從而容易脫粘分開，形成裂縫，出現幾何不連續，導致應力集中現象的出現。下圖中，兩種不同材料的介面處，出現了微小的裂縫。如果粘接面接觸良好，那麼兩者的變形響應必須協調，於是就會出現兩側應力不相同，存在著突變，而且一側的應力較大，也遠大於同側的遠處應力，這也是應力的集中。

載荷不連續指的是物體在同一位置兩側的載荷存在突變。實際上，集中力就是一種不連續的載荷。在集中力的作用點上，存在著力，但是就在隔壁的附近卻沒有力。這種載荷的突變，就是不連續。在集中力作用點處，由於受力面積接近為零，其應力狀態理論上是無窮大，而附近的應力為零，這也是應力的集中。實際工程中，真正的集中力是不存在的，所以我沒找到對應的圖。以下圖為例吧，假如在紅點出有集中力，那麼這個位置的應力肯定遠大於其他地方。

無論是幾何的不連續，材料的不連續，還是載荷不連續，實際上可以用一個詞來概括：非線性。正是由於幾何、材料、載荷的非線性，才導致了應力集中現象的出現。當然，這裡的非線性概念更大，不僅僅包含不連續，還有大變形、塑性等等。

現在，我們應該知道應力集中是由於幾何、材料、載荷的不連續引起的。其中，材料不連續和載荷不連續的應力集中發生的位置很容易就確定了，就是發生不連續的位置處。但是，對於幾何不連續，並不是所有幾何不連續的地方都會發生應力集中。

通常，幾何不連續的應力集中發生在幾何形狀的凹陷處。如上圖，凹陷處的應力是紅色的，表明這裡的應力最大。凹陷處顯然也是幾何不連續發生的位置。但是我們再看突起處，應力顯然不是最大的。當然，這種還是跟受力有很大的關係，根據力的傳遞路徑，外側突起處，不在力傳遞的最佳路線上。

有了上面的基礎，我們再來看下DNA結構，如下圖。這種雙螺旋的結構，如果單獨拿出來，肯定不能用傳統的力學來求解，這是屬於奈米力學範疇了。

放大DNA結構，我們發現這個結構本身就不是一個幾何規則體，也就是說存在著大量的幾何不連續。此外，不同的小球代表著不同的原子，其物理屬性完全不一樣，所以也存在著大量的材料不連續。從這個角度來講，DNA肯定也存在著應力集中的現象。

但是，DNA這種分子間的作用力，與宏觀的應力不一樣。應力是一種宏觀的概念，進入微觀領域後，就不存在應力的概念了。所以，嚴格來講，DNA不存在應力集中。

應力集中現象是由於幾何、材料、載荷不連續造成的應力遠超遠處載荷的現象。但是，應力的概念本身就是一個宏觀的平均值。在進入微觀領域後，沒有了應力的概念，都是分子間的作用力，這種作用力可以認為是精確值，而不是平均值。而且，這種作用力都是非接觸的電磁力，不像宏觀條件下需要載體。所以，DNA結構中，各原子、分子間的力不存在應力集中現象。