作为一名科普作者,也是一个武术粉,本文的目的是通过武术技法讲述物理知识。物理概念有很多,本文仅就惯性这个物理概念与大家进行一下武学上的探讨。

真正的武术是一击必杀(当武术遇上惯性)(1)

一、平动惯性对武术的影响

大家真正开始接触物理学应该从牛顿第一定律开始,这个定律告诉我们,当一个物体不受外力,或者是所受外力的合力为零时,物体将保持静止或者匀速直线运动。这个定律告诉我们这样一个事实:即物体有一种抵抗运动状态的属性,这种属性叫做惯性。惯性的度量叫做质量,国际单位为千克。换句话说就是,质量越大想动起来越难,想改变运动状态越难。

真正的武术是一击必杀(当武术遇上惯性)(2)

平动惯性对武术的影响主要有:

第一,如果一个人的体重大,就是质量大,那么这个人的移动速度就慢。这一点在拳击比赛中非常明显,小级别的比赛中,双方你来我往,令人眼花缭乱,而大级别比赛,基本上是拳拳到肉,很难见到非常漂亮的闪避和快速的组合拳。在拳击比赛中,尤其是大级别的比赛中,我们常常会看到,攻击方的重拳出击后,基本上没有中途跟着对手的动作变线的,而躲闪一方,明明看到对方拳头过来了,也几乎很少能闪避开,都是硬抗。这就是因为质量大,改变动作很难。

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第二、胸口碎大石是假的,只是对物体惯性利用的一种技巧。在所有的胸口碎大石的表演中,石头的质量都是要超过大锤质量的好几倍,当锤子击打在石头上的时候,石头由于质量很大,能在瞬间产生的移动很小,因此实际作用在人体上的力并不大。石头越重,人体受到的冲击反而越小。

第三、箭矢和暗器都是依靠惯性飞行。箭矢和暗器是古代的远程兵器,它们能够在空中划过一段距离,打击到用拳脚碰触不到的敌人。箭矢和暗器在空中的飞行是依靠惯性的原理。但箭矢最终速度会慢下来,是因为空气有阻力。

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二、转动惯性对武术的影响

物体除了具有平动惯性之外,同时还拥有转动惯性,在物理学上,用转动惯量来度量转动惯性的大小,是回转物体保持其匀速圆周运动或静止的特性的量度。在经典力学中,转动惯量又称质量惯性矩,简称惯矩,通常以I 或J表示,国际单位为 kg·m²。对于一个质点,I = mr²,其中 m 是其质量,r 是质点和转轴的垂直距离。

转动惯性要比平动惯性对武术技法的影响更大,这是因为,同样一个物体,其转动惯性的大小,与质量及其到转动轴的距离的平方成正比。很多武术动作都强调对转动的利用,比如,直拳,前手直拳和后手直拳都强调力发于腿,旋胯转腰,带动手臂冲拳,其中后手直拳由于身体旋转的角度大,所以力度要比前手拳大,通常都作为击倒对手的重拳。

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对于同一个格斗运动员来说,摆拳的力量会比直拳力量更大,踢腿也是如此。擂台上,除了一些为了保持距离或者阻止对手的时候,选手会用弾踢,作为打击腿法,一般鞭腿用得多,这也是因为鞭腿是利用转动惯性带来的打击,力量要比弾踢大很多倍,是更有效的格斗手段,其中高鞭腿是擂台上最常见的KO技法。虽然低鞭腿不会带来KO,但也有很多选手中了太多的低鞭腿之后,失去继续格斗的能力,鞭腿利用旋转打击的力度可见一斑。

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在当今的武术界也有很多利用转动惯性的表演,最典型的就是单手开砖、后背断棍。先说单手开砖,前几天网上流传出一个视频,一个物理老师在课堂上为同学们做了这个表演。这个老师没有练过什么功夫,他利用的就是转动惯性。注意所有表演这个功夫的都有一个共同特点,即砖块的一端要伸出桌面一半,在打击的瞬间,砖要被翘起来与桌面之间形成一个角度。击打使得砖获得了一个旋转的运动,然后撞击在桌子的边缘处,依靠自身的转动惯性使得砖块折断。

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另一个典型案例就是后背或者是手臂断棍。这种表演都有一个共同特点,高速抡下来的棍子打在人身上的时候,着力点都是在棍子的中央部位,而不是运动速度最快的棍稍。当后背阻止了棍子的运动之后,棍稍在转动惯量的作用下,以着力点为圆心开始做转动,结果就是使棍子折断。

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三、惯性对武术技法的影响

格斗动作都是很复杂的,很多动作的影响都是同时受到平动惯性和转动惯性的共同影响。这里不得不说,老祖宗说的“不招不架,就是一下”其实是对绝招的最精妙表述,因为只有在这种情况下,才能最大发挥人体的运动特点,符合物理学的规律,做到动作速度最快,打击力度最大。

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尽管如此,也有很多假大师,比如雷雷、马保国之流。尤其是马保国,擂台上非但一招接化发都没用出来,反而在几十秒内就被对手KO当场。这是因为人体具有惯性,连续改变动作,不仅对人自身的神经系统要求很高,更需要非常大的力量来做到这些动作。在电光火石的格斗过程中,改变运动状态需要消耗更多的时间,这意味着,动作没做完,对手的直拳已经打在自己的身上了。这一点,在视频中,看得很清楚。​

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结束语

惯性是有质量的物体所具有的基本属性,不论是平动惯性还是转动惯性,都是物体保持原有运动状态的能力。武术作为格斗的技巧,只有符合最基本的物理学原理,才能最大程度地发挥作用,反之,违背物理学原理,非但不能在擂台上胜出,反而会成为大家的笑柄。

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