太極拳的靜、動態效應（一）

顧杰+郭振興+王萬賓

【編者按】武術功架發力來自三個力源：傳遞力、整體沖撞力和相對沖撞力。本文用牛頓定律研究了太極拳，發現楊澄甫的大架和牛頓定律不謀而合。本文分析了楊澄甫架的弓步“三力源”對推力的影響。結論是弓步適合于發推力，“三力源”都增加了弓步發推力的能力。本文分析了楊澄甫架的坐步“三力源”對拉力的影響。結論是坐步適合于發拉力，增加了坐步發拉力的能力。坐步也能發推力，但發推力的能力不如發拉力的能力強。兩方推手，弓步推勝坐步推，這印證了古典理論—“發勁如放箭”。弓步也能發拉力，但發拉力的能力不如發推力的能力強。兩方推手，坐步拉勝弓步拉，這印證了古典理論—“引進落空”。

引言

師祖楊露禪（1799—1875）是中國歷史上第一個將太極拳事業深入推廣、發揚光大的偉大武術家。楊露禪三下陳家溝，學拳藝成后返回家鄉冀南永年縣設壇教拳。后來被薦往北京，晚年時被延請至王府授拳，眾多弟子大都出身高第，使得太極拳的社會地位和影響力非同一般。露禪公因每在擂臺上與別家武者較量，一發必成功，遂被譽為楊無敵。

先師楊澄甫（1883—1936）自幼隨父學拳，至40歲方始出神入化，階及神明。澄甫公武功蓋世，口德與手德并重，時時處處，謹守勿失，乃武德高尚之榜樣也。繼北平傳拳之后，南下武漢、南京，赴廣州，至滬杭，桃李滿天下。他又集楊氏三代之經驗，將楊氏太極逐步定型。澄甫公推手之時，不用有形之擒拿手法，而是拿住對方勁路，將對方騰空放出，其發勁之猛、擊人之遠，無人能及。

先師伯楊少侯（1862—1930）的推手講求“圈子要小，用勁要巧”、信手相應、應物自然，制人于“莫名其妙”中，發放風格與其弟澄甫有別，言“發人不在猛遠，而貴在取別人的重心離地，重心已起，即別人已在自己掌握中，要怎樣便怎樣，又何須發人于千里？原處起、原處落會更兇更猛……所謂兵不厭詐，計勝人也。指上打下，聲東擊西。隨機應變，聽其勁，觀其動，得其機，攻其勢，察其聲，問其癥。”

1687年，英國物理學家牛頓發表巨著《自然哲學的數學原理》，奠基了著名的牛頓力學，包括了牛頓第一、第二、第三定律。牛頓經典力學體系的建立開辟了科學發展的一個新天地、新時代。經典力學的廣泛傳播和運用對人們的生活和思想產生了重大影響。現代機械、建筑、運輸等等，都離不開牛頓力學。武術呢？太極拳呢？它們和牛頓力學的關系如何？答案非常肯定：太極拳乃至武術都必須而且確實符合牛頓力學的原理。

牛頓力學的發現先于楊露禪年代。在楊露禪年代應該有洋人來中國，其中會有熟解牛頓力學的飽學之士。但沒有傳聞楊露禪的拳藝受到牛頓力學的直接影響。楊澄甫的年代不但有洋人來中國，應該中國還有留學生回國。當時牛頓力學已經風行世界，中國的一些進步的中學開始教學物理，而牛頓力學是物理的中心課題。遺憾的是楊澄甫畢生學拳、創拳、傳拳，恐怕沒有接觸過牛頓力學的概念，但這并不妨礙太極拳對牛頓力學的完美實現，就像我們并不是明了了生理學才開始懂得如何消化的。因而，我們將通過證明楊式太極拳（乃至武術）完全符合牛頓定律，說明楊式太極拳和牛頓力學是不折不扣的“不謀而合”。

順便指出，牛頓發現了三大定律，因而這三大定律用牛頓的名字來命名。三大定律是宏觀世界的基本規律，牛頓的功績是發現了它們，并把它們介紹給人類。在三大定律被牛頓發現之前它們照樣主宰世界，這跟是誰發現的沒什么關系。哥倫布發現美洲，然后有歐洲人向美洲的移民。但美洲的存在是一個事實，美洲的印第安人在哥倫布發現美洲之前早就定居在美洲。可以說印第安人比哥倫布要偉大得多。中國人發明造紙術才是“發明”，因為在此之前不存在造紙術。由此可見“發現”和“發明”大有不同之處。“發明”會有先后，而“發現”可以“不謀而合”。楊式太極拳和牛頓力學的吻合證明了太極拳的偉大，又拓寬了基本定律的應用范圍。

在中國傳統武術中有力、勁、內功、腳踢、拳打等等概念。競賽場上的散打也可拳打腳踢。摔跤比賽講究如何使對方倒地。拳擊則多用拳頭攻擊對方的中上部。有趣的是很少有人將這些武術運動和牛頓力學聯系起來。本文將試圖填補這一弱項，而且將破天荒第一次對武術功架作定量的力學分析。

一、牛頓三定律

現在已經是21世紀。各位拳友讀者都在本世紀或上世紀接受過正規的學校教育。比起楊澄甫你們一定有扎實的牛頓力學知識。其實牛頓三定律簡明、扼要、直觀。為以后討論方便，這里重溫一下每一條定律。牛頓第一定律：物體將保持慣性。舉例來說，奔跑的人很難一下子停下來，因為慣性使人體繼續向前。牛頓第二定律：力等于質量和加速度的乘積。（對數學有興趣的讀者可重溫相關物理書籍。）舉例來說，推動大的物體比推動小的物體要費力。牛頓第三定律：相互作用的兩個物體之間的作用力和反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上。舉例來說，兩人推手，甲方作用于乙方的作用力和乙方作用于甲方的反作用力大小相等，方向相反，并不因為某方功力深厚他就可以多給對方一點力。再舉一例，你用一斤的力提一斤的包，盡管你有提十斤的能力，提包的力還是不多不少正好一斤。

二、平衡與“失根”、“打滑”臨界條件的關系

用力學的原理分析太極拳可以將充滿哲學理念的古老拳術與現代科學相結合，從而加深人們的理解和研究。內家拳講究以守為攻，守的目的是使自己立于不敗之地。如何在力學上立于不敗之地呢？李連杰在電影《太極張三豐》中有一幕：和不倒翁對練。不倒翁被推斜后仍然能重新站直的原因是“重心很低”。圖1是人體的模型，中部的圓點表示人體的重心，W是向下的重力，由重心畫垂線與地面交于O點，只要O點在兩腳之間，人體就平衡。兩腳連成的面是人體的支撐面。人體的平衡條件是：重心在支撐面內。

如果有一個水平力F（或者一個慣性力）將人體的重心推出兩腳之外（見圖2），人體就失去平衡。在推手競賽中失穩的一方被判為失敗。由此可見太極拳在攻防上的功能是：在維持自我平衡的前提下使對方失穩。

太極拳講究落地生根，這是形象的說法。這個說法的主要部分是正確的，但也有夸大的成分。圖3中的樹有根，因而能穩定在地面上。太極拳師腳踏地面，借此平衡人體，這是落地生根的主要含義。樹的根在地下，太極拳師的腳卻不能扎進土里和地面連成一體，這是夸大了的成分。那么力學上應該如何來描述這種“腳踏地面”的功能呢？“腳踏地面”在力學上就是腳給地面一個向下的正壓力和一個水平向的橫力。圖5中前腳給地面一個向下的正壓力Nq和一個水平向的橫力fq，后腳給地面一個向下的正壓力Nh和一個水平向的橫力fh。根據牛頓第三定律，地面會給前腳一個向上的大小相等的力Nq和一個水平向反向的大小相等的橫力fq（見圖1）。后腳的情況類推。地面給腳的橫向力就是摩擦力。摩擦力跟鞋底的材料及地面情況有關。舉例來說，在冰上打太極拳一定有站不穩的感覺。

腳沒有著地時腳底正壓力為零，這時腳與地的連接失效了，我們把這種情況稱為失根。失根在力學上表示為正壓力等于零。失根在圖3中表示為樹在垂直方向被向上拔起。腳（或樹）一旦離地，正壓力就等于零，離地多遠都一樣。如果圖2中的外力使前腳離地，最終可以把人體重心推出支撐面而導致失穩。所以失根是一個臨界條件。達到臨界條件后人體可能失穩。推手中不要讓我方達到失根的臨界條件，卻要讓對方達到失根的臨界條件。讓對方達到失根的臨界條件后就此收手就是拳學上的“點到為止”。兩方都知道一方已經失根，將要失穩，但還未失穩，這是交流武藝的君子之交。當然，在推手競賽中要使對方失穩才能得分。

腳底的摩擦力跟外界的條件有關系。如果人站在水平面上，又沒有水平外力加之于上，腳底沒有摩擦力。這時如果有一個水平力作用于人體，腳底將有一個摩擦力和水平外力抗衡，水平力越大，摩擦力也越大。其實水平力和摩擦力大小相等，方向相反。如果人站在坡地上，哪怕沒有水平外力，腳底也有摩擦力。這個摩擦力阻止人體向下滑。可以推斷，坡度越斜，摩擦力越大。注意，這時摩擦的方向沿著坡度。但是摩擦力是有限的，當水平外力大到一定程度，摩擦力大到極限值，其后腳底將開始打滑。類似地，如果坡度太斜，人體會下滑。我們就把這種情況稱為打滑。

打滑在圖3中表示為樹在水平方向樹根被切斷而樹干在水平向移動。腳一旦滑動，摩擦力就取最大值。摩擦力的最大值等于摩擦系數乘以正壓力。開始打滑，可以最終讓人體滑出賽場。所以打滑是一個臨界條件。達到打滑臨界條件后人體可能滑得更遠。推手中不要讓我方達到打滑的臨界條件，卻要讓對方達到打滑的臨界條件。讓對方達到打滑的臨界條件后就此收手就是拳學上的“點到為止”。兩方都知道一方已經打滑，將要滑出，但還未滑出，這是交流武藝的君子之交。當然，在推手競賽中要使對方滑出賽場才能得分。

由此可見，和傳統的“落地生根”概念對應，力學上有失根和打滑兩個臨界條件。而力學上的這兩個條件都有公式來表示，因而可以定量計算。一般來說，兩個臨界條件不同時發生，哪種臨界條件先發生也因具體情況而定，但是第一個臨界條件起控制作用。因此，我們要把前面“點到為止”之論寫得更普遍一些。推手中不要讓我方達到失根或打滑的臨界條件，卻要讓對方達到失根或打滑的臨界條件。讓對方達到臨界條件后就此收手就是拳學上的“點到為止”。兩方都知道一方已經臨界，將要失穩或滑出，但還未失穩或滑出，這是交流武藝的君子之交。當然，在推手競賽中要使對方失穩或滑出賽場才能得分。

實際交手時，失敗方始于一個臨界條件（或失根或打滑），接著調整步法來維持上體不倒，觀眾就看到失敗方被跳躍式地拋出。被拋出距離取決于失敗方開始跳躍時具有的動量。這個動量通常由兩部分組成，一部分是敗方本身的動量，另一部分是攻方傳給敗方的動量。軍事上的攻勢常用箭頭來描述（見圖6）。箭頭有方向有大小，體現了攻勢的趨向和強弱。動量是質量和速度的乘積，有方向，又有大小。如果敗方本身的動量和跳躍方向一致，那是自取失敗，也是攻方借勢成功。而攻方傳遞過去的動量若和對方跳躍方向一致，那是追加成功，也使敗方被加倍遠拋。推手中的“粘連黏隨”是完全符合力學原理的論述。“隨”就是將攻方動量和敗方動量順向疊加，而把太極拳的功效發揮到最佳狀態。如前述的文獻記載：澄甫公“拿住對方勁路”就是借用對方動量，“將對方放出”就是追加攻方動量，“擊人之遠，無人能及”就是把太極拳的功效發揮到最佳狀態。澄甫公不言牛頓力學，卻在太極拳中處處運用牛頓力學。

（未完待續）

（編輯/張震）