数年前旧作。传上来。
中国武术寸劲杀伤力的物理学解释
请读者保持耐心,我保证尽可能少的使用物理学名词,公式。而且使用的是基础物理。
我中华拳术,素重速度与力量的短促爆发。这是有物理学根据的。
物理学中,衡量动能为,m为质量,而速度v则以乘方作指数级变动,敏感性与重要性尤大。
如同一颗子弹,质量可说极小,但因速度极快,因而杀伤性极大。
但衡量拳的击打效果,是否就仅仅看动能就行了呢?就是说,只要拳手的质量一般而言,拳重不应小于拳手体重够大,速度越快,他的杀伤力就越大呢?
当然不是,因为这应该涉及到冲量的概念。
而古中国武术家们,已经从实践中掌握了这一原理,就如同我们在知道燃烧化学公式之前,已经懂得使用火。
所以心意,形意,通臂,等诸拳,甚至枪械等,明示劲力不同。劲,从力从巠,巠本义为水脉,引为路径,脉理,故劲之本义,即有理法,有路径之力。又劲音同进,训诂学以字之音同,其义每不相远。故劲强调力之进入,透入。要言之,劲字之音形义,已明示其有力之运用方式,法则,门路等因素。
拳到极处,殊途同归,所以我国诸拳法无不强调拳之冲量效果。最明显的要属八极拳。八极发劲要领讲求崩撼突击。崩,如山崩之势;撼,如撼震山岳;突击,为用法突然,动作干脆。力贯肩肘拳胯膝脚于一体之整,发力瞬间劲如崩弓,发如炸雷。
其它通背形意等拳术,有譬如冷弹脆快,弹抖,身似弓手似箭,扎枪如射箭等说法。甚至就连运柔成刚的太极,亦有松,发功如放箭之语。举一例,发放飞刀,在施加最初作用力后,即如同给一冲力,其后任其自驶。则其力量与深入程度,大于你用同样力量,手持刀柄所能造成打击效果。
拳王阿里曾经比喻出拳要象碰到一块烧红的烙铁,也是说拳要短促。
其实上述说的都是把冲量最大化。
此外,咏春拳亦以“寸劲”著称,因据传其创始人为女子,力量有限,故短桥窄马,拳出力止。所谓“寸劲”,即短促爆发出的力量。简单说:短促距离,短促时间,爆发性力量。仅就其物理学特征而言,“寸劲”约略当于力学中的“冲力”。
习柔道与摔跤者皆知:倒地时自身应尽量作曲状与圆状接触地面,而特技人员从高楼跳下,落地时先要顺势翻个跟头。以作缓冲。再举一例,同一玻璃杯,落地毯上不碎而落砖石地面立碎,并非全因硬度不同,而在于前者延缓了作用时间,而使得冲量效果增大。拳击手戴上海绵手套,作用也是冲量原理的运用,否则对拳手造成的伤害未免太大。
因而容易得知:考察徒手格斗对敌人造成伤害可以使用动量的改变,也就是冲量。让我们简单的复习一下动量定理:
假设质量为m的被攻击武士,初始速度为不管是静止还是运动速度,在对手的出拳力量f的击打下,做匀加速直线运动。t秒之后,速度为v,根据牛顿第三运动定律fma 和加速度公式
avv0t
有
ftmvmv0
因为质量和动量的乘积也就是动量。因此,上边公式也就是:
ftpp0
而力和作用时间的乘积,被称作力的冲量。因此上边公式就是我们在初中时学过的动量定理。它的含义是:物体所受外力与动量的改变相当。
动量定理正适用于研究近身徒手格斗这样的问题。我们可以暂时把拳手的攻击力等同于冲力。因为攻击力作用时间短促,而且随时间变化,因此我们只能衡量它的平均值。
假设武士甲出拳攻击武士乙成功命中,我们来考察甲的杀伤力。
以甲为研究对象。假定甲的出拳初始速度为,力量为b,对乙的冲力,也即杀伤力为h,根据牛顿作用力与反作用力定律,甲受到同样大的反作用力,方向刚好相反。
考察甲的动量变化:出拳速度,命中目标后,在反作用力下速度为v,动量减小为0
只考虑水平方向上的受力情况,根据上面的动量定理:,ftpp0列式:
hbtmvmv0
也即: bhtmvmv0 1
因为v显而易见为0,所以再变换一下,公式变成:
hbm0t
hbmt 2
因为mv0t 显然为正值,所以h必然大于f。
而且,显而易见,h和拳手质量m与出拳速度成正比,作用时间t成反比。也就是说:杀伤力的大小,要大于出拳攻击力,而且拳手质量越大,出拳速度越快,作用在对手身上的时间越短,杀伤力就越大。
让我们具体举例说明一下:
现在假设已知拳手甲出拳力度f为500牛顿,攻击作用时间为t为01秒,甲的质量为100公斤,初始拳速为6米秒,现在问甲的攻击杀伤力到底有多大?
我们把数值代入算式2为:
500hx0110006
h50060006500n
因此,拳手甲虽然出拳力量是500牛顿,但其实他的杀伤力是6500牛顿。是他出拳力量的13倍。这是相当惊人的。
还应该指出的是,这样计算得出的,只是平均杀伤力。而最大杀伤力要比平均值更大。
这解释了为什么咏春拳为什么强调“寸劲”。而咏春高手李小龙先生的功夫片里,他出拳也完美的阐释了他的攻击哲学:简单,直接,脆快。用最快的速度,最小的作用时间,获取最大的杀伤效果。
双截棍的攻击原理也是如此。这种简单的武器远远比它表面更加具有威胁。
也因如此:衡量徒手格斗杀伤力需要考虑四个因素:
1质量
2出拳力量
3速度
4作用时间
第一个因素质量:与重量不同,应该用拳手的密度和体积的乘积衡量 即mpν。
而第二个因素:出拳力量,由武士的质量,身体结构,肌肉力量等决定。
第三个因素速度得益于内部驱动,练习。而作用时间,则完全由攻击者有意识掌握。
第四个因素是作用时间。
不需要对函数hbmv0t 进行求导和微分分析,就容易看出:h直接与f正相关。而对m,v0的变化敏感度几乎相同,对这两者的变化牵涉到这二者对t的商。而h对t的变动也相当敏感。这当然还由t本身的取值域区间决定。
此外,简单提一下:寸拳的出手应当是由意领身,以身使臂,以全身力量迅速集中于一点,在最短时间及最短距离爆发。而寸劲除刻苦训练之外,别无他法可以获得。“功夫”之语义,与“工夫”同音,这已经指出武术的道路:投入时间和持续的练习。