太极发劲和动量转递

力学中的力是物体之间的相互作用，因而在敌我两方接触前并没有相互的作用力存在。相互的作用力产生于两方接触时和接触过程中，相互的作用力消失于两方脱离之际和脱离之后。李小龙一拳能打出400磅^[1]的力，这个力产生于李小龙的拳和被打的物体间。李小龙打出的力当然和李小龙的发劲功能有极大关系，但是这力也和被打物体的状况有关。想象一下，李小龙猛击空中的气球，肯定打不出400磅力，可能都不会有4磅力。产生400磅力的拳应该是打在一个固定在墙上的传感器上。李小龙发出的拳有很高的速度，拳和墙碰撞时拳的速度很快变为零，因而产生了很大的力。由此可见，力的大小和碰撞两方的质量和运动状况有关。力的另一个特点是除了有大小还有方向。数学上，力可以用矢量来表达。李小龙的拳应该从正方打在墙上才能打出400磅。如果墙有点斜，这400磅就会有折扣。太极拳运动中两方的关系同样受到力学定律的约束。推手就是两方的碰撞，碰撞力符合式（2.68）。

作用力通常由法向力和切向力合成，例如对方右掌背以掤劲向我方正胸进招，我方以右掌根粘住对方，进而向右捋，见图8.1。我方要做横向的捋，但正向的掤劲不能丟。两方对掤产生一个法向力，这个法向力乘以摩擦系数就得出摩擦力。这里摩擦力沿切向，也就是捋的方向。我方用切向摩擦力将对方向横向捋。我方给对方的作用力是法向力和切向力的矢量和（平行四边形的对角边是另两边的矢量和）。

图8.1　捋作用力的合成

再来看一个例子：对方右掌按我方正胸，我方转胸以斜向粘住对方，见图8.2。法向力沿胸法线，摩擦力沿胸切线向右。我方给对方的作用力是法向力和摩擦力的矢量和，该力斜指对方。可以把该作用力沿对方按的方向和垂直方向分解。沿对方按方向的反向的分量是我方的抗力，垂直分量就是反弹力，反弹力把对方推向右方。

图8.2　反弹作用力的生成

前面两例讨论的都是水平力。一般情况下力有三个方向的分量，或者说力是一个三维矢量。例如，海底针下插力有向下的垂直分量，玉女穿梭前臂的掤有向上的垂直分量，等等。一个三维作用力仍能由一个法向力和一个切向力合成。这个三维作用力又能分解成抗顺力和另一个与之垂直的横力。抗力和对方的运动方向相反，阻止对方的运动。顺力和对方的运动方向相同，而加速对方的运动。我方用抗顺力发放对方。横力和对方运动方向垂直，而改变对方的运动方向。顺力和横力的运用体现了太极拳名言“四两拨千斤”的力学原理。

李小龙发一样的劲，对气球和墙却产生很不一样的作用力。可见李小龙发的劲和作用力不是一回事。“发劲”的另一个近义词是“发力”。拳界对这两词的含义有些争议。本书建议下面的看法：“发劲”是拳者自身的过程，是自制的功夫；“发力”是拳者所发之劲跟对方发生关系时对对方产生作用力的过程，是自制加制人的功夫。因此，“发劲”和“发力”是有联系又有不同的概念。前面给出了“力”在教科书中的定义，那么“劲”是个什么概念呢？武术界有很多“劲法”的具体描述，太极拳界常称掤、捋、挤、按、采、挒、肘、靠为八大劲法，但对“劲”的科学定义仍有很多争议。由此，可给劲和劲法下个力学定义：劲是人体的动量，劲法是去合成合理的人体动量以至使用。

质点的动量是质量和速度的乘积。刚体有动量和角动量。角动量是转动惯量和角速度的乘积。一般物体的动量统指该物的动量和角动量的综合效果。人体是一个很复杂的体系。某些肢体如肘关节和肩关节间的大臂可近似成一个刚体，另一些肢体如肘关节和腕关节间的小臂却无法近似成一个刚体（因为小臂能旋转）。这些肢体的动量都能用微积分法算出。各肢体通过各关节连成一个整体，各关节帮助各肢体产生相对运动。将所有肢体的动量作矢量叠加，再加入关节本身的动量，就得出人的体系动量。这是理论，真要算的话，需要一台超级计算机。

两个物体碰撞产生作用力和反作用力。如果称作用力为作用于对方的力，则反作用力为作用于我方的力。图7.15、图7.16示出了推手中的一个例子。我方发挤劲，对方捋劲转变成按劲。我方和对方接触时产生力：作用力指向对方正胸，大小一样的反作用力指向我方正胸。原动量是两方各自的属性，中间靠力来相互作用。当一个作用力产生又作用于对方时，一个大小相等的力一定反过来作用于我方，并不因为某方功夫高强而能给另一方多一点力。我们已经找到了相互间的力，下一步是把这个力分别作用于两方各自的情况做分析，力学上叫作隔离体分析。

隔离体分析就是把一个物体与外界的因素都化成力来分析该物体的运动状态。图7.15是对方隔离体，作用力已经作为一个外力加入了重力、支撑力、摩擦力的行列，当然对方动量也是一个重要的力学条件。根据牛顿第二定律，所有外力使对方产生加速度，进而改变对方的动量。可以对我方作类似的分析，见图7.16：所有外力，包括反作用力、重力、支撑力、摩擦力使我方产生加速度，进而改变我方的动量。看来我们介入了至少有两个物体的复杂分析。

力学上两个具有动量的物体的相互作用过程称为碰撞。碰撞时某一物体的动量有了变化，动量的变化称为冲量。碰撞时两方的动量都有变化。如果把我方作用于对方的冲量称为作用冲量，则可把对方作用于我方的冲量称为反作用冲量。第2章证明了作用冲量和反作用冲量大小相等、方向相反。我方的攻势和对方接收到的作用冲量同向，我方可认为，我方将冲量传递给了对方。冲量是动量的变化，可把冲量传递称为动量传递，而对方的攻势和我方接收到的反作用冲量同向，对方可认为，对方将冲量传递给了我方，所以冲量是两方接触的产物，即有一部分动量可互相传递。

冲量和力不完全一样，冲量是力在一段时间里的积累效应，见式（2.69），而发劲也有一个时间过程。例如在按时，是肌肉的力把掌推动一段距离，而掌需要一段时间来走过这段距离，因而用动量来描述发劲比较科学。动量是惯性的度量，有大小和方向。发劲就是积累动量。可以在单练时发劲，这时有动量产生，但该动量没有和别的动量接触，因而没有作用力产生。也可以在对抗时发劲，这时当然就有动量产生，而且该动量和别的动量接触产生作用力，进而有动量的传递。这就解释了发劲和作用力不是一回事，发劲不一定产生力，但力的产生却一定和发劲有关。动量和人体的质量成正比。同样的速度，人大质量就大，动量也大，劲也大。所以人大占有一点先天的优势，这也是为什么推手比赛要分量级。但是太极拳注重技术，大动量被人借用，可能导致被动。太极拳讲究发劲的技术，体现在两个方面，即合理使用我方动量和借用对方动量。

合理使用我方动量是说如何将我方的一部分动量传给对方；借用对方动量是说如何将传递过去的动量和对方原有动量叠加而使对方失稳。太极拳的一个目的是使对方失稳，而更重要的目的是保持自我稳定。预期对方有动量传递给我方，该动量和我方原有动量叠加却仍使我方保持稳定。

这里的人体动量应理解为人体本身和大地的综合动量，见图1.169。人体本身有质量和速度，因而有动量。除非人体腾空，否则人体还受地面的支持。考虑到人体和地面为一个体系，脚蹬地面时，人体相当于子弹，地面相当于枪身。虽然地面的速度为零，地面的质量却无穷大。因而地面是一个有效的反冲基地，进而影响人体的综合动量。为简明起见，本书中的人体动量泛指综合动量。当腾空时，人体失去地面的支持，称为失根。如果水平力超过摩擦力，脚底滑动，称为打滑。失根和打滑改变了人体和地面的关系，当然也影响综合动量。前面将劲定义成人体的动量，这里又把人体动量定义为综合动量，可见劲已包括人体和支撑面的关系。前面将劲法定义成“合成合理的人体动量以至使用”，可见劲法已包括合理使用人体和支撑面的关系。失根和打滑将导致人体失稳，而劲法就是在我方平稳时使对方失稳。

力是物体间的相互作用。太极拳的精妙之处在于将“相互作用”演绎至极致。太极拳的听力是个完全符合力学定义的力。对方可以在进攻，可以在防守，我方在接招之初都应之于听力。对方进得快，我方退得快；对方进得慢，我方退得慢；对方退得急，我方进得急；对方退得缓，我方进得缓。在搭手之处，我方完全有意识地用我方速度去应和对方的速度，而使两方间的作用力和反作用力控制在很小的范围内。这个力就是听力。听力有两个用途：其一是大为减小两方碰撞时的力，其二是我方用听力来探知对方的动向。就其一而论，设想杨澄甫跨越时代和李小龙进行一场友谊赛。李小龙向杨澄甫发劲试图打出400磅的力，杨澄甫却应势而退，两相接触时产生的力的大小仅仅在听力大小范围内。

设想对方向我方正向猛攻，我方迎头反击，见图8.3。两方接触的瞬间将产生很大的作用力和反作用力。如果接触后两方继续硬顶，很大的作用力和反作用力将继续存在。直到两方脱离时，作用力和反作用力才会消失。如果我方手持弹簧迎头反击，见图8.4，情况将大为改观。和子弹-弹簧的例子类似（图3.7），两方接触的瞬间，由于弹簧还没有被压缩，因此没有作用力和反作用力。如果接触后两方继续沿原方向用劲，在弹簧被压缩过程中作用力和反作用力会逐渐变大。尽管两方继续沿原方向用劲，但弹簧被压缩到极限后才开始反弹，作用力和反作用力逐渐变小。直到弹簧恢复原长度时两方分开，作用力和反作用力才会消失。弹簧的存在使原来的硬顶变成了弹性碰撞，而我方给对方的力学效应是柔中带刚。柔体现于开始时我方给对方的作用力很小，刚体现于作用力会随过程变大。弹簧反弹的过程相当于我方由防守转为进攻。

图8.3　硬顶作用力

图8.4　弹簧作用力

太极拳就是弹簧劲的艺术，是弹簧劲的三维艺术。太极拳的弹性功能来自于两个方面：肢体的相对运动和重心的移动。肢体的相对运动可以体现于拳架的设计中。例如，揽雀尾作掤时要求大小臂撑圆，见图8.5。这样胸、臂、腕构成了一个人体弹簧。对方进攻时我方掌与胸间有自动的回收功能。当我方有意反攻时，我方掌和胸间可放能反弹，见图8.6。当然这回收的弹簧功能和我方掌与胸间放能反弹功能还得靠腕、肘、肩关节的松动灵活来实现。肢体的相对运动可以体现于打拳的要领中。例如，垂肘的要领要求任何时候肘部都不要挺直。揽雀尾做按时要求沉肩、垂肘，见图5.15、图5.16。这样肩、肘、掌构成了一个人体弹簧。甚至在我方总趋势是进攻时，掌和肩之间仍有自动的回收功能。再例如，松腰的要领要求腰能绕垂线灵活转动。揽雀尾作捋时要求松腰、沉胯、垂肘，见图5.6、图5.7。这样胯、腰、掌构成了一个人体弹簧。甚至在我方总趋势是左旋时，腰仍有自动的右旋功能。重心移动也是人体的重要的弹性功能。揽雀尾做按时要求沉胯、曲膝，见图5.15、图5.16。这样胯、膝、脚构成了一个人体弹簧。这个弹簧使我方重心的位置具有弹性。甚至在我方总趋势是进攻时，重心仍有自动的后撤功能。与此类似，揽雀尾做捋时要求沉胯、曲膝，见图5.6、图5.7。这样胯、膝、脚构成了一个人体弹簧。这个弹簧使我方重心的位置具有弹性。甚至在我方总趋势是左拉时重心仍有自动的右回功能。一般来说，人体弹性功能由各相关关节的灵活运动，各相关韧带的宽松程度，各相关肌肉的柔韧程度合成。

图8.5　掤能回缩

图8.6　掤能反弹

由前面的讨论可知，两方接触时产生力，该力不但和两方的原动量有关，还和碰撞的性质有关。简单的碰撞产生较大的力，容易使人受伤。人体弹簧促成弹性碰撞，首先大大降低了初始的力，当力变大时又能将力逐渐分布在较大的承受区内，因而不易使人受伤，而且能将力有效地用于改变对方的位置。

太极拳的力学原理是攻防的艺术。人体弹簧首先将力限制在听力的范围内。这里已经有一部分化解对方攻势的功能，但听力的主要功能是探测对方的动向。皮肤感知听力的大小和方向，由此判断对方的意图。听力包括作用力和反作用力。我方听对方给我方的反作用力，对方也可利用我方给对方的作用力来听我方的动向。太极拳讲究沾连粘随。在两方连接的全过程中都有作用力和反作用力存在。当两方攻防频繁时，该力的量值会有变化。对方突然发劲时将使该力变大，我方应随机化解，很快将其控制在听力的大小范围内。如果我方发短劲，该力将会徒然增值，在对方发出之际该力降为零。如果我方发长劲，该力将随势增值，在对方发出之际该力降为零。当然，如果对方及时应变，该力又将回到听力的范围。

图8.7　对方力不存在

有的文献把“我方力”和“对方力”做矢量叠加，见图8.7。这个说法不符合力学语言。两方接触时并不产生大小和方向不同的我方力和对方力，因而也无法叠加。文献想说明用“借力打力”来发对方，因而文献上的叠加可能暗示将我方力和对方力叠加于对方。但是两方接触，在一个接触点处时仅仅产生一对大小相等、方向相反的作用力和反作用力，作用力作用于对方（也就是图8.7中的我方力），反作用力作用于我方。力的叠加法只能用于一个物体，不能将两个作用于不同物体的力叠加。也因为两方接触时只产生一对大小相等、方向相反的作用力和反作用力，图8.7中的“对方力”并不存在，“合力”也无法求得。因而“借力打力”无法用“我方力和对方力叠加”来解释。那么，太极拳中“借力打力”有力学依据吗？当然有。下面用力学的术语来分析。

分析作用于对方的力系的有效方法是隔离体图，见图7.15。图中的外力包括作用力、重力、支撑力、摩擦力等，但是图中就是没有“对方力”。究竟什么是“对方力”？通常“对方力”是指对方用来攻击我方的力。在对方接触我方之前有行动，没有力，因为力学上的力只产生于接触之时。所以“对方力”其实是指“对方的行动”。本书用动量来描述“行动”。

太极拳发劲有短劲和长劲。短劲产生相对动量，长劲产生整体动量和支撑动量（支撑动量表现为传递力）。枪弹模拟短劲，见图7.2；千斤顶模拟长劲，见图7.3。它们有几个共同点。它们都有放能系统：枪弹由炸药爆炸放能；千斤顶由油压系统放能。它们都有内部的相对运动：枪弹的枪身和子弹间有相对运动；千斤顶的顶杆和缸体间有相对运动。它们都有目的：枪弹是为了打靶（包括打空枪）；千斤顶是为了顶汽车（包括顶空）。这些是发劲的机械模拟。下面给发劲下定义：发劲是人体放能使肢体产生动量而实现攻防意图。这个定义有三个要素——放能、动量和意图。人从食物里提取养分，从空气中提取氧气，等等。这些养分合成化学能量，部分化学能量可转换成肌肉的机械能。发劲的放能主要指肌肉发放机械能。放能产生内力——人体内部的力，内力推动肢体产生加速度，在一段时间里积累成速度。速度和肢体质量的综合效果是人体的动量，所以在碰撞前发劲的力学效果是积累动量。意图用这个动量去攻击或防御，用力学的术语说是去碰撞。碰撞已经牵涉另外一方，所以碰撞的结果有多种可能：我方稳定，对方失稳；我方失稳，对方稳定；两方都稳定；两方都失稳。在单练时也可发劲，这时物理上的对方是空气（意图上的对方是另一个人）。两个物体碰撞时动量守恒，即碰撞前两物体动量的矢量和与碰撞后两物体动量的矢量和相等，见式（2.64）。两个物体碰撞时产生作用力和反作用力，作用于对方的作用力通过一段时间的积累形成作用冲量，作用于我方的反作用力通过同一段时间的积累形成反作用冲量。由牛顿第三定律可知，作用力和反作用力大小相等、方向相反，因此作用冲量和反作用冲量也大小相等、方向相反，见式（2.73）。打拳接触间，两方的动量总和守恒，但两方各自的动量可以有增减，一方增量，另一方减同样大小的量（增减对于动量表现为大小相等、方向相反），或者说动量由一方传递给另一方。可以把这个过程称为动量传递过程。该过程可概括成一句话：动量传递过程是在两方接触时将我方的一部分动量转换传递给对方（反之也成立）。

当动量传递给一个物体时，该物体的速度增加。动量是质量和速度的乘积，因而质量越大，速度增加越小，而质量越小，速度增加越大。两方接触时，反作用冲量和作用冲量大小相等，将使小个子增加较大的速度，而使大个子增加较小的速度。因而大个子的变化慢一点，或者说大个子比较不容易被推倒。但是如果大个子本身有速度，减速的效果就比较差，或者说大个子比较容易被放倒。

太极拳的精华在于三个方面：如何有意识地造成我方动量；如何将作用冲量和对方动量叠加而使对方失稳；在反作用冲量叠加于我方动量时我方仍然保持稳定。

作用冲量和作用力同向。图8.1中我方捋时的作用冲量也有法向分量和切向分量，作用冲量是法向分量和切向分量的矢量和。法向作用冲量阻止对方的攻势，切向作用冲量使对方向右移动。类似地，图8.2中我方转胸时的作用冲量也有法向分量和切向分量。作用冲量是法向分量和切向分量的矢量和，和作用力同向。作用冲量可沿对方按的平行方向和垂直方向分解。作用冲量沿对方按方向的反向的分量阻止对方的攻势。作用冲量的垂直分量就是反弹冲量，该冲量把对方推向右方。由此可见，我方的劲是为取得一定力学效果而设计的。下面来看几个典型的例子。

在图5.2中，我方以掤劲迎接对方的正面进攻。先分析一下听力的动量传递，见图8.8。对方动量正对我方，我方掤劲相迎而产生我方动量。两方接触产生作用冲量和反作用冲量。作用冲量和对方动量作用于对方，得出对方合动量。对方合动量决定了对方的运动速度和方向。反作用冲量和我方动量作用于我方，得出我方合动量。我方合动量决定了我方的运动速度和方向。合动量使某一方运动，重心在支撑面内则稳定，重心移出支撑面则失稳。熟练的太极拳师能控制作用冲量和反作用冲量的大小和方向。开始时我方的弹簧功产生听力，听力并不大，由听力形成的作用冲量（即听劲）也不大。作用冲量和对方动量合成，但对方合动量不大，对方平衡，见图8.8右侧图。反作用冲量和我方动量合成，我方合动量不大，更因为我方早有准备，因而我方对平衡掌握自如，见图8.8左侧图。

图8.8　我方掤听力的动量传递

当我方听出对方要向后退缩时，我方随之发劲，见图8.9。作用冲量大小可根据具体情况而定。作用冲量和对方动量顺方向合成，产生很大的合动量使对方失稳，见图8.9右侧图。反作用冲量和我方动量逆向合成，产生不大的合动量，更因为我方早有准备，因而我方对平衡掌握自如，见图8.9左侧图。

图8.9　我方发掤劲时的动量传递

发劲形成动量，所以动量传递过程也可以用武术语言表述为：我方的一部分劲可以加给对方。由此可见，“借力打力”的含义应该是“加劲借劲”。“加劲借劲”的目的是使对方失稳。因而“借力打力”的确切含义是“加劲借劲打平衡”。

在图5.9中，我方以捋劲迎接对方的正面进攻。对方动量正对我方，我方向右后方发捋劲，见图8.10。接触时有顺向作用冲量和横向作用冲量。对方本来顺向进攻，顺向的稳定性比较好（步距比较大），而横向稳定性比较差（步距比较小，侧向旋转刚度差）。横向作用冲量正好攻其薄弱环节。顺向作用冲量和对方动量顺方向相加，使对方加速落空。横向和顺向作用冲量和对方动量合成产生很大的合动量使对方失稳，顺向反作用冲量和我方该向动量逆向相加，横向反作用冲量和我方横向动量逆向相加。总的叠加产生不大的合动量，更因为我方早有准备，因而我方对平衡掌握自如。

图8.10　我方发捋劲时的动量传递

假设对方向横后向捋我，我方发挤劲，见图5.13。对方动量向左后，我方向前方发挤劲，见图8.11。接触时有正向作用冲量和横向作用冲量产生。横向作用冲量和对方横向动量逆向相加，正向作用冲量和对方正向动量顺向相加，合成出很大的合动量，使对方失稳。正向反作用冲量和我方正向动量逆向相加。横向反作用冲量欲使我方产生横向运动，但我方两臂合抱以增加侧向旋转刚度。对方不能有效地把我侧拉，我方反而顺势攻入对方重心。作用于我方的正向和横向动量叠加产生不大的合动量，更因为我方早有准备，因而我方对平衡掌握自如。

图8.11　我方发挤劲时的动量传递

假设对方挤我，我方发按劲，见图5.17。对方动量正对我方，我方向前方发按劲，见图8.12。接触时，有正向作用冲量产生。正向作用冲量和对方动量逆向合成，产生较大的合动量，使对方失稳。有时我方发按劲时对方已经退却，这时正向作用冲量和对方正向动量顺向合成，产生更大的合动量，使对方失稳。反作用冲量和我方动量逆向合成，产生不大的合动量，更因为我方早有准备，因而我方对平衡掌握自如。

图8.12　我方发按劲时的动量传递

由此可见，太极拳发掤劲、捋劲、挤劲、按劲时我方都能将动量传递给对方而使其失稳；也都有动量传递给我方但我方仍能稳定。可对采劲、挒劲、肘劲、靠劲作类似的分析而得出一样的结论。

^[1]1磅=0.453 6kg。