洪式太極拳中的機械原理漫談（上）

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總結(jié)出來的，它們凝聚了先輩們的心血，其中隱匿著高效、合理運作方式的，是拳學(xué)之載體。李駐軍先生曾說：“動作的模范和標準可以產(chǎn)生強大（預(yù)期）的氣力，從而達成技擊（技術(shù)）所需要的夢想效果?！睕]有經(jīng)過嚴格的訓(xùn)練，身體的間架布局和運作方式不成能達成技擊的要求，更何況太極拳的技術(shù)是特別精細的，可謂失之毫厘，謬以千里。不重視拳架模范性，是舍本求末的做法。

二、機械自鎖

有些機械，就其布局來看，只要有足夠的驅(qū)動力，理應(yīng)能夠沿著驅(qū)動力的作用方向運動。而實際上由于摩擦的存在，使得無論這個驅(qū)動力有多大，都無法讓機械運動起來，這種現(xiàn)象就叫做機械的自鎖。

從名稱上來看，機械自鎖貌似都是有害的，其實不然，自鎖現(xiàn)象在機械工程中有著廣泛的應(yīng)用，例如千斤頂?shù)牟换芈?，彈簧門的不回彈，車床刀頭的不回縮等，都是利用了機械自鎖的特性。自鎖現(xiàn)象都有哪些處境？和太極拳又有什么關(guān)聯(lián)呢？下面我們就來了解一下兩種典型的機械自鎖形式：移動副自鎖和轉(zhuǎn)動副自鎖。

圖1為滑塊1和平臺2組成的移動副（見圖1）。設(shè)F為作用在滑塊1上的驅(qū)動力，它同垂直于平臺的法線夾角為β（傳動角），摩擦角為φ，即摩擦系數(shù)為tanφ。設(shè)驅(qū)動力在x軸方向的分力為R，在垂直方向的分力為Fn。那么，F(xiàn)t=Fsinβ=Fntanβ是推動滑塊1按x軸運動的有效分力。而Fn只能使滑塊1壓向平臺2，由于摩擦角的存在，它所產(chǎn)生的最大摩擦力為Ffmax=Fntanφ。下面我們來對比一下Ffmax和R，即對比Fntanφ和Fntanβ之間的大小。很明顯，只要能夠保證β≤φ，無論驅(qū)動力有多大，都不成能讓這個滑塊與平臺之間產(chǎn)生相對運動，這就發(fā)生了自鎖現(xiàn)象。

我們知道，任何機械要想穩(wěn)定而有力的運轉(zhuǎn)，都需要一個堅韌的機架。武術(shù)運動也是如此，下盤穩(wěn)固，上盤才能生動有力。因此，這個原理在洪式太極拳中有著分外重要的意義，我們試想一下，腳就是上面所說的滑塊，地面就是平臺，驅(qū)動力就是小腿對腳的壓力，那么根據(jù)上面的道理，只要能夠保證小腿與地面的角度不超過摩擦角，那么沿著小腿的方向，無論對腳施加多大的壓力，都不會展現(xiàn)打滑，這種處境在洪式太極拳中稱作“蹋住勁力”。

洪式太極拳最忌諱膝蓋的搖擺不定和無故的跪膝，除了由于膝蓋輕易受損傷外，更重要的是會導(dǎo)致驅(qū)動角大于摩擦角，進而使得腳在地面上開頭滑動，失去根基。因此，并不是說蹲得越低，膝垂得越厲害，腳下就會越穩(wěn)固。李駐軍老師在教學(xué)過程中，從不要求我們刻意下蹲，而只要求我們學(xué)會蹋住勁力。有時候，我們會去體會李老師“千斤墜”的神功，只見李老師用了一個很小的步伐站在那里，而我們在他身上無論是緩緩加力還是猝然發(fā)力，李老師都是站在那里巋然不動，泰然處之，生動地印證了上面的道理。這種生了根之后所產(chǎn)生的支撐力，是符合牛頓第三運動定律的，即你給他施加多大氣力，他便同時返回給你多大氣力，具有自動調(diào)理的才能。

這個摩擦角的大小取決于鞋子與地面的粗糙度，一般來說，接觸面越光滑，摩擦角就越小，小腿的可調(diào)理范圍也越??；接觸面越粗糙，摩擦角就越大，小腿的可調(diào)理范圍也越大。但如何調(diào)整這個角度卻是要根據(jù)實際處境而定。洪先生將膝蓋比作秤砣，當(dāng)蹋住勁力的那條腿所承受的氣力變大時，膝蓋便往下松垂，起到平衡的作用。其中的道理是這樣的：由于對方向我身上施加的來力，在水平方向上的分力通常對比大，假設(shè)我僅僅是垂直站在地面上，地面賦予我的支撐力在水平方向上的分力為零，無法與之抗衡，因而會被對方推出。假設(shè)我使小腿與地面呈確定角度，那么地面賦予我的支撐力在水平方向上便有了分力，且角度越?。ㄏドw向下松垂的越多），分力越大，也越能平衡來力。當(dāng)然，在這個過程中不能破壞驅(qū)動角和摩擦角的不等式關(guān)系，否那么即便不會傾跌，腳下也會展現(xiàn)滑動。

接下來我們再來看看自鎖的另一種處境。圖2所示，軸頸1與軸承2組成了轉(zhuǎn)動副（見圖2），設(shè)有徑向載荷G作用于軸頸，軸頸1在驅(qū)動力矩Md下在軸承2中勻速轉(zhuǎn)動。因其摩擦圓的半徑為p，所產(chǎn)生的最大摩擦力矩為Mrmax=Fp。對比一下驅(qū)動力矩Md和最大摩擦力矩Mrmax，即Fa和Fp的關(guān)系。我們同樣可以看到，只要能夠保證a≤p，無論載荷G有多大，軸頸都無法在軸承中發(fā)生轉(zhuǎn)動，這也是自鎖現(xiàn)象的一種，車床上的偏心夾具正是利用了這個原理。

轉(zhuǎn)動副的自鎖，在洪式太極拳中也同樣有著廣泛的應(yīng)用。比方說在發(fā)放對方時，我方將氣力一瞬間作用在對方的身上，此時便可將對方的軀干看作一個軸頸，因?qū)Ψ揭泊嬖谥粋€摩擦圓（這里的摩擦，應(yīng)看作對方身體內(nèi)部的轉(zhuǎn)動阻力），這個作用力只要不超過摩擦圓的范圍，對方就難以通過轉(zhuǎn)動的方式來化解我的氣力，從而被發(fā)放出去。也正是這個理由，我們所施加的作用力，通常都要對準對方的中軸線，使其難以運化；而作為防守的一方，也要千方百計防止對方將氣力作用在我的摩擦圓內(nèi)部，二者是一個相互的關(guān)系，充分表達了太極拳“守中用中”的技擊理念。

此外，“直來橫撥，橫來捧壓?！钡慕邮衷敲?，從局片面析來看，是一種杠桿原理，但其實也可歸為機械自鎖的范疇。還有一些手法上的運用，也是機械自鎖的運用，我們將在連桿機構(gòu)一節(jié)中持續(xù)提到。

三、機械平衡

有些機械由于設(shè)計的問題，其構(gòu)件在運轉(zhuǎn)過程中會產(chǎn)生不平衡慣性力，進而產(chǎn)活力械振動，不僅損耗了驅(qū)動功（特意用于產(chǎn)生振動的機械不在此例），也降低了裝置的穩(wěn)定性，縮短了裝置的使用壽命。同樣，人體的運動機構(gòu)也存在著這樣的問題，在做一些特定動作時，如武術(shù)中的發(fā)力動作，當(dāng)展現(xiàn)了上述的不平衡慣性力，便很輕易展現(xiàn)立身不穩(wěn)、軀干振動的現(xiàn)象，而結(jié)果到達著力點上的勁力也會大打折扣。

在機械領(lǐng)域，針對這個問題已經(jīng)早有研究，這就是機械平衡理論。機械平衡的目的就是設(shè)法將構(gòu)件的不平衡慣性力加以平衡以消釋或減小慣性力的不良影響。而作為凝聚著前輩們聰慧結(jié)晶的洪式太極拳，在此方面雖然沒有系統(tǒng)的論述，卻也有著其獨特的解決方法。下面我們就結(jié)合著機械平衡理論來看看，兩者之間有著怎樣的異曲同工之妙。

繞固定轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)的剛性轉(zhuǎn)子，是研究機械平衡的典型模型。我們先看一下圖3，當(dāng)轉(zhuǎn)子的軸向尺寸較小時，可以近似認為它們的質(zhì)量分布在垂直于其回轉(zhuǎn)軸線的同一平面內(nèi)。假設(shè)質(zhì)心不在回轉(zhuǎn)軸線上，在轉(zhuǎn)動時，其偏心質(zhì)量便會產(chǎn)生慣性力。對這類轉(zhuǎn)子舉行平衡時，同常是在轉(zhuǎn)子上增加或除去一片面質(zhì)量，或者變更每個偏心質(zhì)量的轉(zhuǎn)動半徑，使其慣性力得以平衡。

人體最大的軸心便是我們的脊柱，軀干在高速轉(zhuǎn)動時，人體極易展現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象。洪式太極拳中的“掩手肱捶”一式，正是這種盤狀轉(zhuǎn)子平衡的典型例子。掩手肱捶的運動過程是這樣的：在蹋住勁力的處境下，腰襠瞬間發(fā)動，使整個軀干產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)，而這種轉(zhuǎn)動通過肩部，又帶動起兩臂。按照技法的要求，此時兩臂要合住這股勁，不僅如此，還要將右臂的螺旋前沖和左臂的肘擊的沖力，同這股旋轉(zhuǎn)力合在一起。假設(shè)兩臂合作的不好，便會使整體質(zhì)心產(chǎn)生不平衡的慣性力，不僅會使軀干產(chǎn)生晃動，左肘與右拳的打擊力也會大打折扣。因此，在練習(xí)掩手肱捶的發(fā)力時，假設(shè)展現(xiàn)了上述處境，就理應(yīng)在兩臂回轉(zhuǎn)半徑變化的時機上下功夫（手臂的質(zhì)量當(dāng)然無法變更），并努力操縱住中線，使其不發(fā)生偏移，這樣一來，腰襠所產(chǎn)生的驅(qū)動力，才不至于損耗在抑制不平衡慣l生力所產(chǎn)生的振動上。

假設(shè)轉(zhuǎn)子的軸向尺寸較大時，偏心質(zhì)量便不能看作是分布在同一個平面內(nèi)了，圖4所示的曲軸便是一例。在這種處境下，即使轉(zhuǎn)子的質(zhì)心在回轉(zhuǎn)軸線上（圖中的點S），但由于每個偏心質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力不在同一回轉(zhuǎn)平面內(nèi)，因而會形成慣性力偶，致使整個機構(gòu)照舊是不平衡的，而且這種不平衡只有在旋轉(zhuǎn)時，才會表達出來。

在洪式太極拳中，也有好多這樣的處境，譬如“閃通背”結(jié)果一個動作，以左腿為軸心，左臂和右腿便形成了類似圖中的一對轉(zhuǎn)子。在練習(xí)時，兩者假設(shè)在回轉(zhuǎn)半徑和力度上合作不好，同樣會展現(xiàn)立身不穩(wěn)，威力缺乏的問題。練習(xí)拳架的時候是一種處境，在對方身上運用的時候又是一種處境，當(dāng)我方用左臂搭在對方右肘上施以捌摔時，相當(dāng)于增加了左臂轉(zhuǎn)子的質(zhì)量，那么右腿的轉(zhuǎn)子就確定要舉行相應(yīng)的調(diào)整，適當(dāng)增加右腿的回轉(zhuǎn)半徑和后掃力度。

另外，還有一些微弱轉(zhuǎn)動或不轉(zhuǎn)動的處境，這時候便不稱作轉(zhuǎn)子了，只需運用杠桿的平衡原理即可，如“右擦腳”的結(jié)果一個動作，“護心捶”的第三、第四動作，后手都是用向后面伸展的方式，來平衡前手或前腿所產(chǎn)生的不平衡賢陛力。

寫到這里，突然想起洪先生在《太極拳推手的求實、求真》一文中寫道：“各式太極都以圓為高，陳式那么要求螺旋前進的纏絲勁。在各拳論中從未提出‘彈抖’二字，自從沈家禎《陳式太極拳》在所謂其次特點的文中，提出‘對拉拔長的彈性運動’方將太極發(fā)力比作‘彈簧’，而陳氏后人在發(fā)勁時總做出‘彈抖’之狀，以自嘩功夫勁力，實那么螺旋毫不‘彈抖’，所以將陳式發(fā)勁，改為松。彈抖似仍不和陳式原那么，后又另文論之?！庇纱丝梢姡容厒冊缫淹〞云渲械牡览?，而某些后學(xué)者卻故作聰明，將這種彈抖（振動）看作是功夫的表現(xiàn)，破壞了一些根本原那么，使太極拳誤入歧途，令人痛心。

我們明白了這個道理之后，再來看看太極拳中的“雙重”。從機械平衡的角度來看，“雙重”就是人體運動機構(gòu)相對于中軸展現(xiàn)了失衡，這個中軸大到整個脊椎，小到一根手指，只要展現(xiàn)了上述的不平衡，那就是雙重，洪先生簡明地解釋為：“只要一側(cè)手足上下同實，便成雙