祭奠亲人:一切技击术都遵循打击原理

(2008-06-28 08:11:36)转载▼
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中国武术打击原理 清风
---- 兼谈外劲、内劲、刚劲、柔劲
中国武术博大精深、渊源流长，门派种类之多，当推世界之首。但万法归宗，无论哪种拳法，都遵循着共同的打击原理。
本篇从物理学的角度出发，结合笔者多年原研习多种拳法的经验，推导出中国武术的打击原理，并结合一些物理学实验，谈谈对外劲、内劲、刚劲、柔劲的认识。希望能与武术爱好者们共同探讨。
一、从物理学到人体
１、形变、弹力、胡克定律
我们知道，任何物体受到外力作用时，其受力部都会产生形变。有的形变是弹性的，即去掉外力后物体能恢复到原状。有的形变是非弹性的，即去掉外力后物体不能恢复原状。物理学上把能恢复到原状的形变称为弹性形变，把不能恢复到原状的形变称为范性形变。其实任何物体都有弹性和范性两个方面，即弹性形变是有一定限度的，这一限度被称为弹性限度，当形变超过这一限度时，或者说外力大到一定限度时，形变就不能恢复，即物体显出范性性质，当然，这时物体的外形甚至内部结构都发生了改变，即其形体遭到了破坏。通常，我们把弹性限度大的物体称为弹性体。
发生形变的物体，由于要恢复原状，会对跟它接触的物体产生力的作用，这个力叫做弹力。弹力产生在直接接触而发生形变的物体之间。弹力的方向就是物体恢复原状的方向。
各种形变中弹力和形变的关系比较复杂。英国科学家从实验总结出弹簧的弹力与形变的关系，得出：弹簧弹力的大小Ｆ和弹簧形变（被压缩或拉伸）的长度Ｘ成正比，即：
Ｆ＝ＫＸ
其中Ｋ是比例常数，叫做弹簧的倔强系数。这就是胡克定律。
２、弹性体和弹性系数
胡克定律只适用于弹簧。但是对于弹性体，我们可以借助这个定律来进行研究。弹性体都具有一定的弹性系数，虽然我们很难确定它的大小，当然它也不一定是一个常数，而往往是一个变数，但它在一个很小的范围内即形变为Ｘ时，我们将其平均弹力Ｆ与Ｘ相比可得一个数Ｋ，即：
Ｆ＝ＫＸ　　　公式（１）
Ｋ即是此时的弹性系数。因此，对于任何弹性体，其因形变而产生的平均弹力仍适用于胡克定律。
由公式（１）可见，弹性系数Ｋ越大，则弹力越大，形变Ｘ越大，弹力也越大。Ｋ是物体本身所具有的，与其它物体无关，而Ｘ是外力作用的结果，因此对于一个指定的物体来说，弹力Ｆ只取决于该物的弹性系数Ｋ，与其它因素无关。而产生形变量Ｘ的外力是它物作用的，取决于它物。
３、刚体、柔物。
物理学上把弹性系数Ｋ超过某一规定值的物体称为刚体。因此，我们就把非刚体的弹性体称为柔体。那么，极刚，就是弹性系数无穷大；极柔，就是弹性系数无穷小。
对于任何物体，当其弹性系数大时，弹性就好，我们就说其刚性好，柔性差；当其弹性系数小时，弹性就差（仍有弹性），我们就说其刚性差，柔性好；当其弹性系数适中时，不刚不柔，有刚有柔，我们就说其刚柔相济。
４、人体是刚柔相济之体
人体也和任何物体一样具有弹性，因此人体是一个弹性体。当人体显示范性性质时，一定是遭到了破坏性打击，也就是说人体受到了伤害。
由能量守恒定律知，能量是不会凭空产生也不会消失。因此当人体受到打击时，也就是打击体给予人体一个能量，如果人体显示弹性性质时，人体必将在外力消失后，以弹力对外界做功，也就是说人体返还给外界或打击体一个能量，这一能量一定等于其所获得的能量，这样人体既没有能量损失，也没有获得能量。当人体显示范性性质时，即人体返给外界的能量小于外界给予的能量，那么这一能量差必被人体所承受，也就是说，这部分能量破坏了人的肌体，使人体受到了伤害。
人体有时显刚性，有时显柔性。有的部位显刚性，有的部位显柔性。有的部位刚柔相济。
当人体松柔而有韧性时，显柔性；当人体肌肉紧张，全身绷紧时，显刚性。人的拳头、掌、足、头、肘、膝、指等部位显刚性。而腹，肋、臀等部位显柔性。胸、背、肩等部则刚柔相济。总的来说，人体是一个刚柔相济之体。
二、中国武术打击原理
１、由碰撞得出的公式
设有两弹性体Ａ、Ｂ。Ｂ静止，Ａ以速度 V A 撞向Ｂ，如图（１）。
在两物体接触的瞬间，由于双方都受到对方给予的外力作用，两物都发生弹性形变，其形变量分别为Ｘ Ａ 、Ｘ Ｂ 。因此两物都受到对方的弹力Ｆ A 、Ｆ B 的作用。由牛顿第三定律知，Ｆ Ａ 、Ｆ B 是一对作用力和反作用力，其大小相等，方向相反，分别作用在另一物体上，如图（２）。即：
Ｆ A ＝Ｆ B           公式（２）
由机械能守恒定律可知，此时Ａ、Ｂ物体所具有的弹性势能之和等于原来Ａ物体运动的动能，即：                           1/2 m A V A V A  = 1/2 K A X A  X A + 1/2 K B X B  X B
亦即：                      m A V A V A  =K A X A  X A +K B X B  X B                           公式（３）
由公式（１）知              Ｆ Ａ ＝  K A X A       ，            Ｆ Ｂ ＝ K B X B
由公式（２）知                  Ｆ Ａ ＝Ｆ Ｂ
故                                  K A X A   ＝   K B X B
则                             X B   ＝    K A X A   ／  K B
于是               m A V A V A  =K A X A  X A + K B （ K A X A   K B   ）   （ K A X A   ／  K B   ）
＝ K A X A  X A +X A  X A K A K A ／ K B ＝ X A  X A K A （ 1+K A ／  K B ）
由此可得 :       X A =V A √     m A V A V A K B ／ K A （ K A + K B ）
由图 (2) 知，    Ｆ Ａ 是Ａ对Ｂ的打击力，Ｆ B   是Ｂ对Ａ的反抗力。
Ａ对Ｂ的打击力     Ｆ Ａ   ＝ K A X A ＝ K A V A √ m A K A ／ K A （ K A + K B ）
＝ V A √ m A （１／ K A   + １／ K B ）
由此得：                 Ｆ Ａ ＝ V A √ m A （１／ K A   + １／ K B ）      （４）
上式就是我们武术中的打击力公式。
２．打击力的三要素
由公式（４）可见，Ａ对Ｂ的打击力与Ａ原来的运动速度有关，与Ａ本身的质量有关，还与两物体的弹性系数有关。它们都与打击力成正比例关系。对Ａ物体来说，作为一个打击体，其对打击力的决定因素就只有质量、速度．弹性系数三个方面，而与其它因素无关，因此我们将这三个方面定为打击力的三要素。作为一个打击体，缺了三要素中任何一个，都不能具备打击力；一个物体要具备打击力，必须同时具备有质量、速度和弹性系数。
３．打击原理
通过前面的推导和分析，我们可以知道，如何具备打击力，如何才能具有强有力的打击力。
打击体的速度俞快，打击力俞大，打击体俞刚，打击力俞大，打击力质量俞大，打击力俞大，反之亦然。因此，在武术中，只要获得更快的速度和拳头等打击部位更高的刚度，我们打击敌人的力量就俞大。这也说明了我们的大多数拳种（特别是外家拳）一要练拳、足、头、掌等打击部位的刚度，二要练出手，出足的速度，练铁砂掌、朱砂掌、铁头功、铜头功等都是为了练出更大的刚度，同时也具有更高的耐打击能力以抗击敌人对我们的反作用力。
练心意拳、形意拳、六合拳、八卦掌、通臂拳等讲究的外三合，即肩与胯合，胸与腰合，手与足合，其实就是讲整个身体和出击部位一同进击，身体的质量当然要比一手、一足、一头的质量大得多，因此打击敌人的力量也大得多。
总之，“打击力与打击体的运动速度成正比，与打击体质量的平方根成正比，与打击体和被打击体的弹性系数的倒数和的平方根成反比。”这就是中国武术的打击原理。其公式表达就是公式（４）。
三、中国武术中的劲
１、什么是劲？
劲，查字典知，就是力气、力量的意思。力是动物筋肉的效能，那么，力量就是这一效能的大小和量度。这样，从字意上讲，“劲就是动物筋肉效能的大小和量度。”显然，这一解释说明不了我们武术中尤其是太极拳等内家拳中的劲。我认为武术上的劲应该这样来解释：“劲是力在人身体内的传递，是力在人体内流动的表现。”因此劲也是力，是活的力，是一种能使物体运动而做功的能量。
２、内劲、外劲、刚劲、柔劲。
人具有体能，人的体能可以转变为力而对物体作功，我们把人的体能转变成力驱使身体某部快速运动冲打得到的劲称为“外劲”。把人体内各部的体能转变成力驱使体内筋肉作相应的运动而将力传递到身体上某一点（部）后，靠该点（部）的运动将这些力释放出来得到的劲称为“内劲。”外劲比较直观，靠外劲击人的拳术被人们称为“外家拳”。而内劲是将身体运动的力由内部传出，这一运动有身体各部的运动，往往不易令人察觉，被人们视为内动。靠内劲击人的拳术被人们称为“内家拳”。（“内家”与“外家”的区别不只在于此，外家拳也有用内劲击人的，而内家拳并非全部用内劲。关于“内家”与“外家”的本质区另篇介绍）。
外劲有大有小，由打击原理知，当打击体运动速度大，质量大，刚性强时，冲打得到的劲就大；当打击体运动速度慢，质量小，刚性差时，冲打得到的劲就小。而内劲不但有大小，还有刚柔。当体内之力聚于某一点（部）突然猛烈地释放出来，我们说这一内劲就是刚劲。当体内之力聚于某一点（部）连续不断地较缓慢地释放出来，我们说这一内劲是柔劲。
为了更清楚地说明内劲，外劲，刚劲，柔劲，我们结合物理学实验来说明。
３、内劲的打击原理
由公式（４）知：
当 K B - → 0 　　或　　 K B ＝ 0 时
有                1/ K B - →∝
则有               K A ＋ 1/ K B - →∝
于是公式中           Ｆ Ａ - →∝    或    Ｆ Ａ ＝０
也就是说，当Ｂ物的刚性（弹性系数）很小或趋近于零时（当然柔性很大近于无穷大），则Ａ对Ｂ的打击力就很小甚至近于零。这就是中国武术以柔克刚以及我们练太极拳要练松练柔的道理。即让我们的身体有足够的柔性来减少抗力而减少敌人对我们的伤害。但是，由于能量守恒，敌人打击我们的能量仍然存在，它变成了我们身体上形变的弹性势能。也就是说我们仍然承受着外力的作用，要驱除这一作用于我们的能量，要么使身体向后运动或旋转（使力作功或变成转动能）来消耗掉这一能量，即“化”掉敌劲；要么通过我们的身体再将这一能量甚至加上一部分我们的体能返还给敌人而制敌。这就是太极拳等内家拳后发而先制敌的道理。
那么当柔性体作为打击体时，情况将会怎样呢？
设Ａ为一柔性体（如一充满流体的皮球），Ｂ仍为刚体。则两物相撞时，首先是Ｂ物给Ａ一个阻挡力
Ｆ B  （这是Ｂ物的惯性力）
如图（３）。
Ｆ B 使Ａ发生形变（当然Ｂ也有形变，   但比起Ａ来其形变太小而可忽略不计），由于Ａ体内充满流体，由帕斯卡定律知，“流体具有传递力的性质。”因此，Ｆ B   被传递到Ａ物的整个内表面上，Ａ物受力后其各受力部位都有形变（如表面被张开），由于其具有弹性，因此形变处都有回复原状的趋势，即Ａ的动能变成了其体各部的弹性势能。这一势能转变成弹力后又通过流体传给Ｂ，给Ｂ一个打击力Ｆ
如图（４），
同时使其回复原状。因此Ｂ受力在接触面上，而Ａ受力是在整个球面上，显然Ａ所受的压强比Ｂ小得多，当然Ａ被破坏的可能性也远比Ｂ小。
打击力Ｆ仍适合于打击原理。即：    Ｆ ＝ V A √ m A （１／ K A   + １／ K B ）
此时由于Ｂ的刚性大大地大于Ａ，
即：     K B 》 K A   ，   因此        １／ K A   + １／ K B ≈ １／ K A
则公式为      Ｆ ＝ V A √ m A K A        （５）
公式（５）就是中国武术内劲的打击力公式。
因此，“内劲与打击体的运动速度成正比，与打击体质量及弹性系数的平方根成正比”。这就是内劲的打击原理。
由此可见，内劲击人时，打击力只与打击体本身的性质和状态有关，而与被击体无关。打击体的三要素俞大，内劲就俞大。
内劲与外劲的本质区别在于外劲是由一个整体作为打击体冲打得到的，其劲力是由整个打击体外部传递过来，即使打击体内部是空的，也不影响其传力。内劲是以一个充满流体的柔性体冲打得到的，其劲力是由打击体内部传递出来，且必须通过内部的流体传递。
４、内劲优于外劲
内劲的优越性来自于柔体的优越性。
（１）柔体比刚体有更高的传力效率
如图（５）
Ａ撞向Ｂ物，Ｆ A 是打击力，Ｆ B 是Ｂ的固着力（如静摩擦力）。只有当Ｆ A   ＞Ｆ B 时，Ｂ可被撞出。而当Ｆ A ＜Ｆ B 时，   Ａ必被弹回。这时我们要使Ｂ被撞出，必须再加一个力Ｆ
如图（６），
Ｆ cos α＋Ｆ A ＞Ｆ B 时，Ｂ物才能被撞出。若Ａ是刚体，则只有 α ＜９０°时加力Ｆ才能起作用，  因为 cos90  °＝０，  cos （ >90 °）＜０，如果 α ＞９０°时加力不但不起作用反而起反作用。
苦Ａ是柔体，加力Ｆ无论从哪里加，这一力都会通过其体内的该体传出作用于Ａ上
如图（７），
即柔体改变了力的方向，使加力全部加在ＡＢ的接触面上而作用于Ｂ。则Ｆ＋Ｆ A  ＞Ｆ B 时，Ｂ物即可被撞动。由此可见，   柔体的传力效能使之得到更高的打击效力。
（２）柔体具有还力的性质
如果不是Ａ撞向Ｂ，而是Ｂ撞向Ａ，
如图（８），
Ｆ B 仍是公式（５）中的打击力Ｆ，  这一力最后也必然转变成Ａ的体内各部的弹性势能通过流体转变成弹力Ｆ A 返还给Ｂ。   若Ａ的固着力足够大，Ｂ将被反弹回。即Ａ将Ｂ给予的打击力全部返还给Ｂ。也就是说，敌人给我多大的劲力，我就将予多大的劲力返还给敌人。这就是太极拳等内家拳后发先制以柔劲化敌，以刚柔之劲击敌的原理。
在太极推手中，由于双方都具有还力的功夫，且还力中又有一定的加力，还力与加力在双方返还的圈转中不断积累，如滚雪球，劲力越来越大，速度越来越快，一但一方不敌，即被发出。故常有太极推手发人于丈外的，并不是一个人的力量，而是双方力量积累的结果。
四、一切技击术都遵循打击原理
本篇题为中国武术打击原理，为什么要冠以中国之名呢？笔者认为，只有中国武术，才是打击原理最广泛的体现。中国武术众多的拳法中，无一不遵循着打击原理，基本上每一门拳法的修行秘诀都突出地强调要击力三大要素的修炼。而太极、形意、八卦等内家拳中的内劲，更是打击原理更高级的发展和应用，这是世界上任何其它国家技击术中所没有的。别国的技击术中往往只知强调三要素中的一个。如风糜世界并挤身于奥运会的跆拳道，只知一味地强调速度，因此有这样的说法“跆拳道'唯快不存’”。并解释说：“如果有人快招被破，原因是什么呢？那只是他的速度不够快”（见李践著《跆拳道》）。真是这样的话，又如何解释快拳快招受制于慢吞吞的太极拳呢？显然，这是只知三要素之一的缘故，而不知以柔克刚之理。只有中国武术讲究的“出拳似追风，出腿如闪电，肉掌硬如钢，铜头铁臂坚。身形须六合，应敌软如棉”才是打击原理的真正体现，故以国名之。
总之，知道了打击原理，并按照这一原理去学、去练，才能真正得到好功夫，才能拥有超群的武艺。而只想学某种历害的拳术来破其它的拳术，那是没有用也没有道理的。中国武术中各门拳都有其特点，都遵循着中国武术打击原理，只是其于三要素中择重点不同而已。
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