陈式太极拳劲力蓄发的能量转换模型分析.doc

陈式太极拳劲力蓄发的能量转换模型分析张正红 刘志兰 (兰州交通大学体育部，甘肃，兰州 730070)摘 要:对陈式太极拳劲力蓄发的能量转换过程建立模型并进行分析，从而从根本上阐述了太极拳劲力蓄发互变的实质。对太极拳爱好者和完善项目的训练方法、进行理论探讨提供了一定借鉴。该关键词: 陈式太极拳 力学分析 能量 模型Analysis of the Model for the Chen-type Taijiquan Strength Gathers and the Energy Conversion ZHANG Zheng-hong , LIU Zhi-lan(Department of P.E, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou，730070, China. )Abstract:The aticle establishment model and analysis of the energy conversion process on the Chen-type Taijiquan strength which sends and carries . thus fundamentally elaborated the essence of the Chen-type Taijiquan strength tautomerize of gathers and sends. and providing references for taijiquan lovers in improving their training and theoretical studies.Key word: Chen-type Taijiquan；mechanics analysis；energy；model第一作者简介：张正红（1971-），男，甘肃平凉人，硕士研究生，副教授，主要从事体育教育训练学研究作者单位：兰州交通大学体育部，甘肃，兰州，730070。Department of Physical Education，Lanzhou Jiaotong university，Lanzhou，730070，China.通讯地址：兰州交通大学体育部（730070）Tel:(0931)3812128。 E-mail:基金项目：兰州交通大学“青蓝”人才工程基金资助计划资助。太极拳的核心是击技，击技的核心是劲力。辞海把“劲”解释为 “气力”，辞源把“劲”解释为 “坚强的力”，在精选太极拳辞典中把“劲”解释为“太极拳的特殊力学结构。通过一定的训练程式与方法，在力的大小、方向、作用点及动态传递等方面得到的提高、改善，是一种升华了的力”。著名太极拳家陈炎林先生专论过：“劲与力，在来学拳击之时，固无从分别，但已学拳击，不可不分析了然。常见学习武艺数年之久者，乃没明所以，殊居情事，须知力由于骨陷与肩背而不能发；劲由于筋能发，且可以达于四肢。力为有形，劲为无形，力方而劲圆，力涩而劲畅，力迟而劲速，力散而劲聚，力浮而劲沉，力钝而劲锐。此力与劲不同也”。由以上可以得出太极劲是一种特殊的力，而不是一般意义上的力。但是太极拳传统劲力理论观点分歧，内容庞杂，有些含糊，使练习者很难具体操作。因此，认真学习和了解太极拳劲力的实质，对我们从传统劲力理论中，取其精华，弃其糟粕，全面的掌握劲力蓄发的规律，迅速提高运劲发力水平意义重大。太极拳是武术，技击是其核心与灵魂，因此古人在创建太极拳时的首要目的是技击，而不是养身! 而技击是一个很复杂过程，它包括打击力度，方位，时间差，距离感等综合因素。其中打击力度是历代拳家非常重视的重要因素之一。拳家们通过举石锁，抖大杆，推石担等方式增加本身的肌肉力量，提高打击力度。可是我们知道人体的肌肉力量发展到一定程度也是有极限的。太极拳的先贤们创编的太极拳动作，通过以意行气，以气运身，气动行随，形成开骨伸筋或缩骨伸筋之势，储备弹性势能，进一步增大打击力度。例如，如果我们能够利用肌肉发出1000牛的力量，那么我们通过劲力孕化能够产生300牛的力量，这样我们就可以产生1300牛的力量，这才是太极拳的核心和精华所在；这当中1000牛就力产生的，而300牛是劲的作用产生的，当然，这是个例子，也有可能产生的劲很大，超过力也是可能的。可见，练太极拳实质上是一个练劲的过程，太极拳的“劲”存在于筋骨中，练劲的实质是练筋骨，使得筋骨具有弹性。下面，我们就以陈式太极拳中比较具有代表性的发力动作“掩手肱捶”作为研究对象，通过对动作劲力形成的过程的分析来剖析太极拳的劲力蓄发的能量转换实质。1 “掩手肱捶”技术动作基本结构 技术动作基本结构由动作基本环节和环节之间的顺序构成。技术动作的基本结构包括若干个基本环节。从运动学角度，“掩手肱捶”由发力前的预备动作、发力动作、发力后的结束动作三个基本环节构成；从生理学角度上，则分为放松、紧张、放松 3 个神经调节基本环节。为了便于阐述该动作，就技术动作过程做以下简要的说明。1.1 发力前预备动作左小腿屈收，左脚落于右脚内侧，两臂外旋，掌心向内，收于头前；上体稍右转，脚跟擦地向左开步；两臂上下交叉相叠于小腹右侧，掌心向下；上体转正，两掌向两侧分开，高于肩平，掌心向外。接着重心螺旋右沉，左掌摆至体前，掌心向上，高与肩平，右掌变拳屈臂合于胸前，拳心向上，此时脊椎和全身各关节螺旋松开拉长。1.2发力动作 右腿蹬腿拧腰，身体螺旋左转上升，腰椎合拢，档劲扣住，蓄而待发，如矢之待发，待劲力上升，身体拧紧到极点之时，也就是节节合紧之时，右拳突然内旋转前冲，后重心左移，上体左转成弓步。1.3 发力后结束动作发力后的神经、肌肉、筋腱的放松即为发力后结束动作（在动作外型上则无明显变化）。在以上三个过程中最重要的是发力动作，因为这是一个劲力蓄发的过程，在蓄的第一个阶段是身体各部位的一个螺旋拉升变化，紧接着第二个阶段就是身体的螺旋压缩，这种状态的变化就是积蓄能量的过程，这也就是劲产生的最直接的由来。在第三个阶段就是发劲，也就是把劲转化为打击力量，这也是古人创编太极拳的核心目的。2重力势能及弹性势能的分析图1表示为掩手肱捶动作的初始状态；图2表示的就是一个蓄劲结果的状态表示，整个过程可以如下表述：重心螺旋右沉，左掌摆至体前，掌心向上，高与肩平，右掌变拳屈臂合于胸前，拳心向上，此时腰椎放松拉长；以脊椎为例，先把脊椎旋转拉伸开，这时操作中需要虚领顶劲，即百会穴虚虚领主身体，尾闾穴下坠，形成对拉，事实上，此时身体各部位都是螺旋拉长，腿上通过松胯、转膝、旋踝拉长，储备弹性势能，臂则由松肩、垂肘、沉腕做到拉长，两腿由圆档而合为一“弓”；两臂由涵胸拔背而合为一“弓”，腿“弓”和臂“弓”在由虚领顶劲即脊椎的节节松开而成的背“弓”相接，使得整体合为一“弓”，这就是五“弓”合一“弓”或三“弓”合一“弓”的过程，这个过程在拳理上就叫做松整的过程、出劲的过程、开骨伸筋的过程；接着右腿蹬腿拧腰，身体螺旋左转上升，腰椎合拢，档劲扣住，蓄而待发，如矢之待发，待劲力上升，身体拧紧到极点之时，这个旋紧包括压缩拧紧，这个拧紧不仅仅是肌肉上的拧紧，还包括骨间的压紧，此时也就是气归丹田，这个在拳理上就叫做合整的过程、入劲的过程、缩骨伸筋的过程；至此就蓄好了劲力，也就是蓄而待发之时，心机一动，劲便可由丹田发出至手，把蓄的劲都发出去，此为太极拳的精髓随所在，一艺通，百艺通，所有太极拳势劲之所在皆出于此；图3表示发劲后状态模型，也就回到了初始状态。 图1 图2 图3下面我们就能量转换过程进行分析。我们把动作模型在竖直方向上假设为弹性圆柱体，弹性系数为k，质量为。人体机能在横向发生的形变我们在旋转能量中进行分析。假设弹性系数为k，质量为。那么在把劲释放后，由于身体恢复原状，在劲的蓄发互换的过程中重心相对位置升高（由图2到图3可以看出重心变化的高度），所以有:同时，筋骨肌肉也是一个弹性体，筋骨肌肉压缩了产生了弹性形变，这部分具有弹性势能，在劲的蓄发互换过程中弹力在竖直方向上升高所以:那么，我们可以得出释放能量为:由上述，我们最想知道到底有多少的重力势能和弹性能量能为我们所用，这个具体来说影响的因素最主要的有以下两个，首先对于重力势能的能量来说，一个人的质量大当然就消耗能量大，下蹲的越大的值越大也会导致消耗能量越大。但是，你会问是不是站着不下蹲那不就不消耗重力势能这样会更好呢？答案是否定的，物体发生形变时，有恢复原来形状的特性，物体恢复原来形状就会产生弹力，如我们压缩弹簧时，弹簧就要产生弹力，同样人体双腿弯曲，用力螺旋屈蹲才可以产生旋转伸展和压缩，就会有弹性能量和旋转能量的产生为我们所用，所产生的弹力通过脚作用于地面，地面就会同时产生反作用力，推动人体向反方向跃起，而且产生的弹性能量和旋转能量必然会比动作中重力作用所消耗的能量多；再者人体产生的弹力不是外力作用的结果，而是人体本身发力作用的结果，人体弹性系数k的大小对于弹力的大小起着决定性作用，人体弹性系数与人的神经、肌肉、韧带等生理状况有关，这个是因人而异的，有些人的身体机能好，就是天生练武的料，弹性性能就更好，这样的人他能够在做同样的压缩下产生比别人更大的弹力，此外，如果在同一个动作上你的压缩可以做的比别人更彻底的话，你也可以产生更大的能量，这个是对这个变量因素作用的说明。实际上这个弹性能量的变化通过紧和松都是可以产生的，紧就是压缩，松就是拉伸，通过合、虚、蓄、收、发等的动作来把能量来转为我们所用。人体弹性系数是可以通过练习提高的，太极拳的练习实质就是解决人体弹性系数大小的问题的；太极拳练习过程就是对身体弹性揉搓的过程。3旋转能量分析 在动作过程中有身体的旋转变化，那么就必然有旋转能量的变化，这个旋转是太极劲的一个重要来源，不仅仅是肌肉的旋转拉伸，同时也包括筋骨的旋转起落开合，在太极中，体现出螺旋缠绕缠丝劲的简单直白的说法就是如此。那么我们就变化过程进行如下的模型假设并分析。 动作模型(假设为一个圆柱体)，假设高度为h。在两端平面内受转向相反的两个力矩作用，模型在纵向间无挤压，也不伸缩。内能U表示以应变和应力的形式积累在体内的能量: 其中为物体部体积，为单位体积能。物体的伸缩，体力X=Y=Z=0，此时横截面上只有剪应力代入平衡方程： - （1） - （2） - （3）由以上三个方程得:即:所以，由微分方程理论，有: 其中-表示某函数的全微分。称应力函数。， ，又由应变能方程为（单位体积） 其中 。又根据假设有:那么就得: )-(1)=d(= d()-(2)根据(1)和(2)可以解得:-(3)综合分析我们可以知道，在该太极动作中劲所放出的能量就如(3)结果所示，那么我们可以把这些能量转化为力度，就可以增加打击力量。这个是我们通过微元来代表参与动作的部位面积，则就代表了参与动作的体积，那么公式（3）就代表了旋转产生的总能量。那么从公式（3）中分析出来，要使可被我们利用的能量越大，就必须使得参与旋转的压缩和拉升部位越多越好，同时还要看旋转的力度如何，旋转的力度愈大，就像弹簧拧的越紧一样，只要不是被损坏了，那么释放后的能量也就越大。劲力蓄发能量模型的分析是基于劲力的分析而不单是力的分析，讲的是劲的蓄和发的过程。通过这个模型发分析，可以使大家明白太极拳劲力蓄发互变的实质和意义所在，能够在练习时更好的去体味劲的奥妙。4.模型对于太极拳练习的启示4.1对太极拳传统理论探讨提供了一些借鉴从模型可以看出，太极拳的松实质上是螺旋松开，是螺旋拉弹簧，太极拳的紧就是螺旋压弹簧，拉到及紧之时也叫做太极拳的紧，这是对拳论中所讲的比较难懂的“松就是紧，紧就是松，刚既是柔，柔既是刚”科学而清晰的阐释。太极拳对“虚领顶劲”亦写为“虚灵顶劲”，语见于王宗岳太极拳论。“虚领顶劲”是对头部姿势的要求。谱云：“虚领顶劲”，“顶头悬”，“百会上顶”。杨澄甫太极拳说十要云：“顶劲者，头容正直，神贯于顶也。不可用力，用力则项强，气血不能流通，须有虚灵自然之意。非有虚灵顶劲，则精神不能提起也。”虚领，即虚虚领起，徐致一注云：“虚领者，谓当用虚灵之意(即不用力)自引其顶。”还有太极拳的尾闾中正，气沉丹田，松腰敛臀等重要技法其实用模型来讲很简单，就是为了脊椎的螺旋拉开，揉搓脊椎的弹性，只是其中的气沉丹田是具体操作方法，脊椎螺旋拉开，靠的就是以意行气，气动则骨开、形随，也可以说是用气崔出来的。这样对于松肩坠肘沉腕，松胯转膝旋踝其实是揉搓胳膊和腿的弹性就很好理解了。4.2揭示了太极拳练习的实质模型告诉我们，太极拳的练习过程实质上是对身体弹性的揉搓过程，相当于把一个没有弹性的或者是