一條力學公式 – 1.導讀篇


Fx: 沿x方向的力
x: 沿x方向的位移
x頂加一點: 沿x方向的位移速度
x頂加兩點: 沿x方向的位移加速度
k: 物質的剛度
c: 物質的阻尼系數
m: 物質的質量
t: 時間
帶箭咀的字母代表該變數為向量 (帶方向)
沒有帶箭咀的字母代表該變數為標量 (不帶方向)


結論在前:


 “一條力學公式”這一系列文章應該是筆者(包括將來會寫的文章)技術程度最高的文章,如果有物理,工程或數學背景的讀者看到這條公式,大概一看就能明白,相反,沒有受過相關訓練的讀者可能要花一定時間去理解。為了幫助來自不同背景的讀者能基本理解這系列文章的要旨,筆者先寫出結論,讀者可再按自己的喜好選擇要不要讀完整個系列的文章。

按照1vs1 的應用練習或者實戰,發動太極應用作用於對方身上的為 “發動方”,被太極應用作用在自己身上的為 “被作用方”。

公式左邊的Fx 代表的是勁或力,而勁或力是被作用方的主觀感受,並不一定等於發動方的主觀感受。發動方只按照公式右邊的因素運作身體,並不是用更大的力,運更大的勁以使被作用方感受到更強的力感或勁感。

x是長度,速度和加速度都是形容一個既定時間裏完成一個x長度的位移動作,所以公式右邊的變數可簡單總結為“時”和“空”。

空 即 空間, 包括:


  1. 長度
  2. 位移
  3. 方向


時 即 時間, 包括:


  1. 完成一個動作的時間
  2. 時機
  3. 動作的順續次序


前文 “勁無感覺” 討論了發動方如能有效產生太極勁於被作用方身上,發動方主觀是沒有感覺反饋的,所以雖然太極技巧俱有省力的好處,卻同時產生沒有感覺反饋而誤傷對方的風險。


文章開首這一條力學公式,簡單精要地幫助太極人了解記住從控制自身動作的長度,速度和加速度來調控自己太極技巧輸出的大小,而於 “勁無感覺” 之下有效控制技巧作用在敵方或同門身上的輸出強度。

在同門練習的情況下,能進1cm 的動作,我只進1mm; 能在1s內完成的動作,我放慢到10s來完成; 能夠變速的情況下,我均勻緩慢的完成動作。在極慢的速度下,我的技巧仍然能做到100%的作用在對方身上,我就可以既最小化傷害同門的風險,同時最大化測試自己的練習成果,確定自己的功力到不到位

開始導讀:
“一條力學公式”這一系列文章將分為4篇:
第1篇: 導讀篇
第2篇: 練習篇
第3篇: 應用篇
第4篇: 補充篇

這篇文章是導讀篇,是引導讀者如何閱讀和幫助讀者理解這系列文章的要旨和給公式作簡介。

練習篇是解構這條力學公式在練習基本功和套路時,是怎樣反映在我們的練習上。
應用篇是解構這條力學公式在應用時,在”勁無感覺”的情況下怎樣控制我們的輸出。
補充篇是提供更詳細的物理學的解釋,這條公式如何被引模擬反映人體的運作方式。


武術勝敗之根本:
如果我們細思武術的勝敗之根本,其實就是陰陽和傷害。我能夠將對方發放出去,將對方打翻在地,我就是原地站著不動的陰,勝,而對方就是被放飛出去的陽,敗。我能夠分毫不損而打斷對方關節,造成他身體上任何傷害,就是我勝他敗。
而能夠產生發放和傷害的結果,其本質就是基於物理中的力,能量和動量。
力是讓靜止中的物件開始運動,推動本來不動的手推車。
力是讓物件被破壞,我發大力拗斷樹枝。
能量中的位能,如彈珠機中的彈簧,被按壓壓縮的彈簧儲蓄了位能,這位能在鬆開彈簧反彈回原形的運作中被釋放出來,將彈珠彈射出去。
能量中的動能,如高速行駛中的汽車,人被撞中,會被彈飛出去,身體也會受到致命性傷害。
動量,如工地中的載滿泥的掘泥車,慢慢的行駛碰到人,人仍然會感受到不可抗力的鉅大力量,站不住跌到,甚或至內臟被撞擊的震盪受到傷害。
所以,要掌握武術的勝敗根本,就要掌握陰陽,就要掌握力,能量和動量三者與動靜傷害的相互關係。

這一條力學公式:

Fx: 沿x方向的力
x: 沿x方向的位移
x頂加一點: 沿x方向的位移速度
x頂加兩點: 沿x方向的位移加速度
k: 物質的剛度
c: 物質的阻尼系數
m: 物質的質量
t: 時間
帶箭咀的字母代表該變數為向量 (帶方向)
沒有帶箭咀的字母代表該變數為標量 (不帶方向)

這一條力學公式其實是力學中描述物體運動和它的變形與力的關係的一條廣義公式,它包攬了大部分會產生力的結果的主要因素。力並不一定由我們主觀的”發力”大小感覺直接等於我們作用在對方身上的力的大小,其實是基於我們自己的動作,它的位置,方向,長度,速度,加速度所間接在對方身上產生力或勁。因此我們發動太極勁的過程中,我們主觀並不一定有什麼明顯的感覺,可以說和我們日常生活中由站定到開始走路,由靜轉動,完成一個簡簡單單的人體上步動作時的主觀感覺差不多。
這條公式總結了力或勁是根由於3個主要部分。
第一部分 kx: 代表彈簧力,x是彈簧被縮短或拉長的長度,x 乘以彈簧的剛度得出彈簧的應力。這部分同時和位能相關。
第二部分 c (dx/dt): 代表阻尼力,一個物體在阻尼系數c的媒界下,維持 dx/dt 速度移動所需要的力,例如在蜜糖這個媒界中,搞動湯匙所需要的力。這部分同時和動能與動量相關。
第三部分 m (d2x/dt2): 代表加速力,移動一個靜止的質量或者使一個移動中的質量停止,使其變速或變向所需要之力。這部分和動量相關。

簡而言之,第一部分是我們動作的長度所產生的力或勁,第二部分是我們設定完成這個動作的時間或設定動作的速度所產生的力或勁,第三部分是我們變速變向所產生的力或勁。
為什麼只是這一條力學公式:
為什麼要選這一條公式呢?其一,因為它描述”力”,一般人對武術的最直觀認知就是力,只要和力相關,一般人就認可其在武術範疇內作用的重要性。其二,因為它簡單,幾個字母就包括所有最重要的變數,易於牢記。

前段武術勝敗之根本討論了除力之外,能量和動量都是對戰勝敗的關鍵,在物理上,動量和各種能量都有各自的公式,但相關的變數,位移,剛度,速度,加速度,質量,全都已被包含在這條公式中,所以我們可以省略所有其他複雜的物理公式,只需要牢記這一條公式。

位移,剛度,速度,加速度,質量越高,我們太極技巧的輸出效果就會越高。而通常,我們只需要控制動作的長度,和其完成所用的時間,就可以有效控制輸出。

總結導讀:
這系列的文章雖然會引用到物理力學中的數學公式,但並不會進行精密計算轉換,主要會參考愛因斯坦的假想實驗的進行方式,由日常可見的基本現象,套用上已被證明的物理力學公式,配以邏緝推論,幫助來自不同界別的拳友嘗試從物理學角度切入了解太極拳,並扼要掌握控制太極技巧輸出的重點。

古人的詩詞意境深遠,寥寥數字已可傳達千言萬語。
而數學公式也有異曲同工之妙,只需要幾個字母,幾個符號就能包攬所有關鍵因素及其精確的相互關係。若拳友讀完這四篇文章後,其實大可把一切忘掉,只記住這一條公式。

筆者明白到,文科人和理科人中間可能會有不能跨越的認知差別,就像筆者過去同學中的文科人,怎麼都不能理解理科人為什麼能夠明白數學,同時理科人怎麼都不能理解文科人所寫詩詞歌賦的優美。來自個別背景的拳友可能始終不能受益於這系列的文章。

但畢竟筆者是理科班出身,如能將自己之所識印證太極拳,幫助推廣太極拳,為拳友提供多一個角度,多一個欣賞實用拳法的視野,筆者則滿足矣。所以即使這條數學公式有點晦澀難懂,筆者仍堅持寫出來分享出來。
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