徐意坤 高峰

摘 要：太極拳是中國優(yōu)秀的傳統(tǒng)武術之一，吸收了歷代各武術大家的拳術精華綜合而成，其健身、防身及思想意義已得到世人的廣泛認可。對其套路、技擊的學習和使用，前人已經總結了很多技巧方法。研究發(fā)現：前人的很多方法都是直白的文字表述和抽象比喻表達，或者是直覺型，讓太極拳學習者往往無從理解或根本無法領略出其真正的含義，故將通過理論力學原理對于太極拳的借力用力、四兩撥千斤、離心力、向心力等進行分析，并結合太極拳理論規(guī)律，進一步說明這些經典技擊動作的運動學規(guī)律，同時再利用人體運動力學，旨在讓讀者更好地明白太極拳各種力的來去之道，為什么可以借力用力、四兩撥千斤，怎樣才能借力用力、四兩撥千斤等，也讓讀者在練習過程中能更好地領悟太極拳技擊遵循的規(guī)律。武術的提升必須要有強有力的理論科學基礎，故借物理力學和人體運動力學等理論對太極拳理論體系進行補充，使得太極拳的技擊更具有真實性。

關鍵詞： 太極拳；技擊；力學

中圖分類號： G 852 文章編號：1009-783X（2014）04-0380-05 文獻標志碼： A

Abstract：Absorbing the essence of other martial arts comprehensively，shadowboxing is one of China's outstanding traditional martial arts，and its function of keeping fitness，self-defense skills，and ideological significance has been recognized by the world widely.pedecessors have summarized many methods as to how to learn and use its moves and art of attacking and defending，but this research found that the description of many previous methods are only very straightforward and sometimes with abstract metaphor，in other word，many predecessors summary is intuitive，leaving learners difficulty to understand or appreciate its true meaning.Therefore this article analyzed the Tai-ji rules of leveraging the power of rivals，moving thousand cattle with four tales，centrifugal force and centripetal force within the framework of the theoretical mechanics principle.Combining the theory of shadowboxing，the article showed the kinematics law of these classic arts of Tai-ji.At the same time，it turns to the mechanics of human motion to make readers understand the coming and going of tai-ji forces and the secrets of leveraging the power of rivals，moving thousand cattle with four tales，and how to achieve them. The article aims to let readers appreciate the art of Tai-ji and follow the relevant principle in the process of practicing.The promotion of martial arts needs a strong scientific theory，and this paper will supplement tai-ji theory system with the physical mechanics and the mechanics of human motion to make the art of shadowboxing bear more authenticity.

Keywords：shadowboxing；the art of attack and defence；mechanics

太極拳名為太極者，蓋取法于易經陰陽動靜之理，盈虛消長之機。運動作勢，純任自然，圓活運動如環(huán)之無端，循環(huán)往復，無休無止，氣象萬千，變化莫測，故名之曰“太極拳”。

太極拳在形成的過程中吸收了中國經典道家思想和中國歷代武術大家的精華，同時，太極拳歷代大家又對于太極拳進行不斷的實踐研究補充和理論創(chuàng)新，使得太極拳成為了現在集健身、技擊為一體的優(yōu)秀武術項目。中華武術的精髓是技擊，太極拳當然也不例外；但是太極拳在現代很多人的心中是一項柔和緩慢的運動，練習者心中不免有疑問，柔慢之拳如何發(fā)揮技擊作用？對此我們先看王宗岳《太極拳論》臆解中的一段話：“斯技旁門甚多，雖勢有區(qū)別，概不外，壯欺弱，慢讓快耳。有力打無力，手慢讓手快，是皆先天自然之能，非關學力而有為也。察四兩撥千斤之句，顯非力勝；觀耄耋御眾之形，快何能為？”[1]378，此話前部分已經表明所謂的壯欺弱、快打慢是自然原來就存在的，而無需學出來的；但王宗岳在此卻話鋒一轉，引出四兩撥千斤之句，四兩撥千斤和耄耋御眾顯然又是和壯欺弱、快打慢相矛盾的。顯然，根據矛盾的相對論，我們可以得出這樣的結論：非力勝和耄耋御眾可以學出來的，但是問題產生了，太極拳是如何達到四兩撥千斤和耄耋御眾的目的呢？

我們進一步探究太極拳的核心理論之一 ——四兩撥千斤。王宗岳修訂的《太極拳打手歌》，開宗明義道，“任它巨力來打我，牽動四兩撥千斤。引進落空合即出，粘連黏隨，不丟不頂”[2]，這句話可能會讓很多人讀起來覺得意思都明白，就是以小力勝大力，但是到底怎么做卻不知道或僅僅靠這一句話根本就無法理解為什么可以“牽動四兩撥千斤”。凡太極拳的練習者都知道在太極拳技擊、推手過程中，凡對手來力時候，受力時需或引勁于對手動作上，誘其落空，或先化后粘，逼使對方陷入不利地位，或以橫撥直，改變對方勁力方向等，均屬“四兩撥千斤”之法；但這些方法為什么是有效的？如何用現代科學進行解釋？為此我們引入物理力學和人體運動力學等科學理論，對此進行分析，從力學角度去剖析為什么可以誘其落空？在何種狀態(tài)下對方才能陷入不利狀態(tài)？為何改變對方勁力方向可以使得對方勁力無效？在分析的過程中將穿插太極拳的經典理論，以便廣大太極拳愛好者更好地理解該經典理論和現代科學的關系。

1 力學模型及太極拳理論分析

根據引言內容，使用物理力學和人體運動力學對太極拳借力用力、四兩撥千斤進行計算分析，需要建立物理模型。根據人體運動學，人體的基本形式是由上肢、頭、軀干和下肢組成的多環(huán)節(jié)鏈狀體，其形態(tài)是可以不斷變化的，其關節(jié)間的自由度也是不斷變化的，顯然這樣的多環(huán)節(jié)鏈狀體是無法作為物理模型進行分析的。為此必須將模型進行簡化處理。以太極拳論中的“立如枰準，活似車輪”理論為基礎，將圓柱體作為人體的簡化模型較為合適。

1.1 太極拳中力的分析

在對抗過程中，假設施力者施加了一個大小為F1（單位：N）的力，該力的方向垂直于受力者正面，即X（橫坐標軸）的正方向。若受力者以太極拳對抗施力者，則將其簡化成一個圓柱模型，而施力者所施加力可用矢量圖表示，如圖1所示。

因力的矢量圖長短直接代表力的大小，故據圖5可以直觀看出F3≤F1，受力體施力的較小的力F3不但改變了來力F1的方向，增大了F1的大小，且作用點也隨之改變，即最終力（該力已經變成了F合）的作用點轉移到受力體的切點上，已經對受力體無法造成打擊作用。根據作用力和反作用力定律，加載在來力者身上的力F′1=F合（其中F′1為F合的反作用力），即F合將加載在來力者身上，據慣性定律，因F合>F1，故來力者的慣性將會變大，當來力者施力達到施力的距離極限時候想要撤回該力，來力者亦需要使用大小為F合，方向和F合相反的力，增大了其后撤的難度。最終受力者施加力F3的作用主要有2方面：1）增大來力方施加力F1的效果，增大其慣性，使其更難回撤；2）改變來力方施加力F1的方向，使其作用點和受力者自身切點相重合，使其力失去作用，無法造成打擊。依據太極拳的拳理理論，該來力F1不但已經被化解了，這就是“引進落空”，而且將其本想施加在受力方身上的力轉移到來力者身上，且該力還增大了，這就是“借力用力”“四兩撥動千斤力”。

對于第2點的作用點在切點無法造成打擊很好理解，不再多述。下面將進一步討論增大來力者自身的慣性的作用。

來力者施力F1時，施加的力是具有一個活動范圍的，這個活動范圍是由人體自身平衡范圍決定的，根據人體運動力學原理，人體正常狀態(tài)其重心投影落在支撐面的投影之內，也是人體平衡必須滿足的條件，其邊界值即是人體重心投影落在支撐面的邊線上。當來力者達到施力距離極限時，即平衡已經到了邊界值，其重心已經落在支撐面投影的邊界。下面我們仍然使用模型進行分析，為使物理力學分析結果更加可信，同樣也將來力者使用圓柱型模型進行簡化，如圖6所示。

來力者極限條件下的分析如下。

1）來力者不回撤其施加的力。根據上文內容分析，此時來力者自身亦受到F合的作用，在F合的作用下，來力者已經到了其平衡的極限值，即來力者的重心投影已經落在了支撐面投影的邊線上，此時受力者只需要施加一個和F合方向相同、大小遠小于F合的力F4即可以使來力者的重心投影落在支撐面之外，從而破壞其平衡臨界條件使得來力者失去平衡倒地。詳細分析整個過程中，受力者所施加的力均小于F1，首先根據來力F1大小和方向，受力者對此施加一個和F1成角度θ、大小小于F1的力F3，將對方來力F1化解成F合且作用點落在受力者自身的切點上而使力F1失去打擊的作用。此時，由于慣性的存在，來力者仍然在一定時間內保持這種極限狀態(tài)，此時受力者立刻施加新力F4，施力方向和F合方向相同、大小遠小于F1和F合，破壞其平衡的臨界狀態(tài)，使其失勢倒地，即為太極拳理的“引進落空”。太極拳名家陳鑫公所說的“拳各有界，彼引我進，我只可至吾界邊，不可再進，再進則失勢”的理論即是如此。

2）假設來力者到達極限后立即撤回，根據牛頓第三定律：作用力和反作用力大小相同且方向相反。其撤回力需要為F合的大小相同和且方向相反即F合，該力等于又施加在來力者身上，此時來力者將在另外一個方向達到了平衡的極限狀態(tài)，同樣受力方只要再施加一個和F合方向相同，大小遠小于來力F1的力F5即可以破壞來力方平衡臨界狀態(tài)，使其失去平衡倒地，即為太極拳理的“合即出”。

例如，甲方用右拳向乙方胸部擊來，乙方順勢向右轉螺旋下沉，使用金剛搗錐中的第1～2動，同時右手走正圈管住甲方右手腕，左手走反圈管住甲方左肘部，順甲方勁力，向右后將甲方棚、捋。當甲方右拳力達極限后立即撤回的同時接3～4動，順著甲方回撤力的方向做擠、按，即體現出太極拳的“引進落空、合即出”“牽動四兩撥千斤”的拳理拳法。

1.2 太極拳中能量的分析

在上文1.1的敘述中，受力者整個過程中重心都無上下移動，只是原地隨著來力的方向進行旋轉調整，重心高度將時刻保持不變，到底重心的穩(wěn)定有何好處？通過自身姿態(tài)的調節(jié)是將自身的重心位置在合理范圍內拔高好，還是降低好？歷代太極名家又為何強調中正安舒”“氣沉丹田”“開胯屈膝”？此節(jié)中我們將從能量守恒定律、沖量定理、牛頓第二定律等方面進行分析。

為何人體在允許范圍內重心越低，平衡性越好？為此，我們引入穩(wěn)定角這個概念，穩(wěn)定角是重心垂直投影線和重心至支撐面邊緣相應點的連線間的夾角。穩(wěn)定角是影響人體平衡穩(wěn)定性的力學因素。

由圖8左所示，2種不同重心位置的穩(wěn)定角分別為∠B1C1O1和∠B1C2O1，其中B1為底面圓的任一點，根據人體運動學研究發(fā)現當穩(wěn)定角越大時，人體越平衡，且據圖8右可以顯然看出模型在同一傾斜角即同一打擊距離的狀態(tài)下，重心C2投影仍然落在支撐面投影中，而此時重心C1投影已經落到了支撐面的投影之外了，如圖8右所示，且從圖8左也可以看出∠B1C1O1<∠B1C2O1，故重心C2位置人體穩(wěn)定性明顯好于重心C1位置，由此可以得出當重心降低時可達到更好的平衡效果。

當然，除了降低重心，還可以通過增加支撐面的投影面積來保持穩(wěn)定。大家可能都有這樣的體驗，當雙腳并攏的時候被人一推很容易摔倒，而兩腳開立站立時卻不容易，這就是雙腳開立時增加了支撐面的投影面積，故降低重心和兩腳開立均可使得人體更好地平衡。

施力極限位移s隨著重心的降低而增大。由上文分析可以隨著極限距離s的增加，著力時間t也在變大，故根據沖量守恒定律及沖量公式P=Ft=恒量，可以得出即使較小的作用力F條件下達到相同的沖量效果。這也正是太極拳中所說的“氣沉丹田”“沉肩墜肘”“圓襠松垮”等要求的作用——降重心，擴支撐面的作用。

1.3 太極拳中的“圓”

陳鑫公說過：太極者，纏絲也[3]。纏意味著轉動、繞動，只有各個軀干關節(jié)的不同纏繞、轉動才能既保持重心穩(wěn)定又可以對來力進行方向的誘導改變，從而使來力的作用點和自身的切點相重合，達到“不頂不丟、粘連黏隨，來留去送、以橫打直乃至牽動四兩撥千斤”的拳理拳法。為了進一步研究該問題，我們首先引入一個簡易模型——球體。

球體在轉動的時候不但可以將外界來力化解掉，而且自身很穩(wěn)定。究其原因是：首先，無論球體如何轉動，其重心都保持在球心位置不變；其次，球體的各個界面均是圓形，無論外界來力的方向如何，都能在球體上找到和來力相切的面或點，而使得來力失去作用。太極拳理論強調處處走圓弧，含胸拔背，圓襠，轉膝旋踝，腰如車軸等均是根據這個轉動理論而進行的。

我們在分析人體模型時考慮到人體的真實結構，不能直接將球體作為模型進行分析；但根據相似原理，我們仍然將人體簡化為半徑為R的圓柱體，如圖9所示。

模型在旋轉過程中，其向心力或者離心力（根據牛頓定律，離心力和向心力是一對作用力和反作用力，其大小相等，方向相反），大小為F高=mv2R，式中m為圓柱體質量，v為模型切向速度，R為圓柱體半徑。

根據上文分析的能量守恒定律，在重心位置無變化時，E總=12mv2=定值（式中E總為總能量），再結合離心力（向心力）公式F=mv2R，可以得出當mv2=定值時，減少半徑R可以增加離心力（向心力）。“己走車軸，彼走車輪”就是很好的例子：己走車軸就是很好的縮短自身的半徑，使得其在一定能量條件下發(fā)出的離心力（向心力）最大，且內圓的一定角度對應的弧長遠小于外圓相同角度對應的弧長，故即使在相同的切線速度狀態(tài)下，走內圓的也會后發(fā)先至，從而形成了慢打快的關鍵所在。這也是陳鑫所論的《太極拳圖譜》：“至疾至迅，纏繞回環(huán)，離形得似，何非月圓，精練已極，極小亦圓?！盵1]。

2 結論

本文通過物理學、人體運動力學等角度對太極拳中的經典理論進行了力學分析，從科學的角度說明了牽動四兩撥千斤和慢制快的合理性及運用時所需的考慮的要點，練習者在學習各個技擊動作的過程中不但要牢記動作要點，而且要明白其中的力學原理，這樣在練習中才能不斷地自我修正和改進，從而提升太極拳技擊水平。

首先，太極拳要遵循中正安舒的原則。中正就是身架保持端正、重心恰當，人保持在一個中正舒服的位置、不偏不倚。只有重心穩(wěn)定，周身放松，才能將周身能量全部轉化為動能，增加技擊時沖量效果；同時練拳過程中需要不斷調整重心位置，以確保在攻防過程中自身重心的投影可以落在支撐面的投影面積內，在合理的范圍內增加有效技擊距離而延長勁力時間，使得發(fā)出來的力連綿不絕，從而使用較小的力亦可以達到同樣的沖量技擊效果。

其次，太極拳攻防要講究借力用力，始終調動對手為自己所用。具體實戰(zhàn)過程中要求做到“粘連黏隨屈伸靈，來叫順送不丟頂，急應緩隨任人變，進之愈長退愈促，仰之彌高俯彌淵”。借力用力即是得機得勢，隨遇平衡。在此基礎上引進落空，始終控制對手。我們已經通過物理力學進行了分析，首先需要順對方來勢施加力使其改變方向，在對方強弩之末之際再施加小巧之力將其重心平衡破壞，從而達到擊倒對手防御自己的效果，故在練習過程中，需要通過推手等不斷練習對力的感知能力，不斷調整身架姿勢、公轉及自轉的角度和配合及開合收放的時機，最終做到“一羽不能加，蠅蟲不能落。人不知我，我獨知人”，達到“知己知彼，百戰(zhàn)不殆”[1]376。

再者，太極拳循后發(fā)先制原則。強調“彼不動，己不動，彼微動，我先動”[1]，練習過程中，要求遵循軸輪原理，即己走車軸，彼走車輪，利用轉動原理，縮小己方的轉動半徑，不但增加了我方的離心力（向心力），而且使其進攻動作路線拉長，相對縮短我方反擊的距離，我方以短擊長、以慢制快，后發(fā)先至。在練習過程中，手臂的公轉自轉、腰胯轉動、腿膝的內旋外旋等之間配合角度不斷調整，從而形成在面對攻擊時迅速調動周身之勁，繼而施力于對方，達到觸其一點，萬點皆應，挨著何處何處擊。

參考文獻：

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[2]王宗岳.太極拳論[M].北京：人民體育出版社，1991：38.

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[4]馬文蔚.物理學[M].5版.北京：高等教育出版社，2006.

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[8]陳小旺，王東武.中國陳氏太極拳[M].鄭州：河南人民出版社，2006.