勁的生物力學機制分析

本文將試著分析一下勁的生物力學機制。站樁練出勁后，即全身各大關節主要運動肌建立肌肉彈力條件反射后，在特定的姿勢，用特定的動作用力牽拉肌腱、肌肉，可以引出彈力條件反射。彈力條件反射反應表現為肌肉內部募集大量不同運動單位的肌纖維進行強烈的交替性收縮，而廣泛牽拉肌肉內部的彈性成分，產生彈性勢能。再利用這彈性勢能用于某些拳法、腿法，可增加出拳、出腿的速度和力量，這其實是一系列復雜的力學效應的結果，是符合運動生物力學原理的。

現代體育理論——運動生物力學，在分析肌肉結構力學特性時普遍用英國著名生理學家希爾（Hill）提出的Hill肌肉三元素模型，把肌肉看作是由收縮元、并聯彈性元和串聯彈性元三個元件構成，整塊肌肉由許多這樣的模型混聯在一起構成。我的研究認為，分析單塊肌肉的彈力條件反射反應產生的力學機制也適合用肌肉三元素模型分析。本文拿一組肱三頭肌、肘關節、肱二頭肌局部姿勢動作的力學效應和肱三頭肌收縮彈肘出拳的局部動作作力學分析。實戰發力預備勢中：肘關節呈100度，肘在肩、腕連線之下。在此基礎上，肩、肘關節用大點的力向下夾，又用小點的力向上抬做沉肩墜肘動作，不斷地晃動，引出肱三頭肌和肱二頭肌的彈力條件反射。肌肉彈力條件反射與肌緊張一樣，其反射反應主要表現在伸肌，伸肌肱三頭肌內部募集參與交替收縮的肌纖維數量比屈肌肱二頭肌要多、要廣泛。所以，相應的肱三頭肌肌纖維交替收縮產生的收縮力比肱二頭肌肌纖維交替收縮產生的收縮力要大，肱三頭肌被拉長的彈性成分的體積比肱二頭肌被拉長的彈性成分的體積要大。最后，導致肱三頭肌產生的彈性力比肱二頭肌產生的彈性力大，肱二頭肌幾乎無彈力。正好完成打擊出拳動作是一個伸肌收縮的動作。因此，勁的力學分析可只分析伸肌，屈肌的彈力條件反射的力學效應可以忽略。

肱三頭肌、肘關節的力學效應如圖1。引出彈力條件反射后的肱三頭肌內部募集大量的運動單位的肌纖維進行強烈的交替性收縮，大量的收縮元縮短而強烈、廣泛地牽拉并聯彈性元和串聯彈性元。收縮元強烈的交替收縮就會產生收縮力，可以把這收縮力看作為彈力條件反射整個力學系統中的F1力。F1力的方向是肱三頭肌動點向定點向心收縮的方向，與運動解剖學中的肱三頭肌肌肉拉力線一致。F1力對彈性成分形成牽拉，而為拉力。而肱三頭肌彈性元由下向上被F1力拉長發生彈性形變，而產生與肌纖維收縮施力方向相反的反作用力F2，F2力為彈性力，受力者是肱三頭肌收縮元。相互作用力原理，F2彈性力等于F1拉力。在發力預備勢中，用力牽拉一次肌肉、肌梭只可引起一次彈力條件反射反應，在一次彈力條件反射反應中，強烈的交替收縮只能維持幾秒鐘。也就是說一次牽拉刺激，肌纖維強烈的交替收縮產生F1力只能維持幾秒鐘。所以在實戰中，為了持續保持肱三頭肌的彈力條件反射反應，對抗肌肱二頭肌在肘關節100度的基礎上，要幾乎不斷地輕微收縮做墜肘小動作，以持續牽拉肱三頭肌動點肌腱、肌肉，對肱三頭肌持續施加牽拉刺激。而肱二頭肌在收縮做墜肘動作牽拉肱三頭肌肌腱時也產生了牽拉力F3。牽拉力F3只有持續對肱三頭肌施加了牽拉條件刺激，才可引出并持續保持肱三頭肌的彈力條件反射反應，使肱三頭肌收縮元持續強烈的交替收縮，持續產生F1拉力，而持續牽拉彈性元產生彈性力F2，才可在實戰中隨時發力。而牽拉力F3同時也由上向下牽拉到肱三頭肌的彈性元，而肱三頭肌的彈性元又被由上向下拉長加大彈性形變量，而產生F3力相反方向的F4彈性力，F4彈性力由下向上作用于肘關節。根據相互作用力原理，F4力=F3力。但在實際應用中，肱二頭肌隨意收縮的力量要適度，要與肱三頭肌肌纖維交替收縮牽拉肱三頭肌彈性成分的F1拉力要基本相等、平衡，即F3力要等于F1力。因為兩個相反方向的力在同一條直線上的作用效果是由二力之差決定的，肱二頭肌隨意收縮牽拉肱三頭肌肌腱的F3力，大于或小于肱三頭肌肌纖維強烈交替收縮牽拉彈性成分的F1力都會產生不同的作用效果，使肘關節100度角度改變，而不能持續保持肱三頭肌的彈力條件反射反應和維持肘關節的姿勢。因此姿勢動作要求肱二頭肌隨意收縮的力度要控制，要與肱三頭肌肌纖維強烈交替收縮牽拉彈性成分的F1拉力要基本相等。F3力、F1力這兩個方向相反，大小相等的力作用在同一條直線上的合力為零。在這彈力條件反射的力學效應中，F1力決定F2、F3、F4力的大小，F1力越大則出拳彈力越大。因此運動員的肌肉生理橫斷面越粗，參與交替收縮的肌纖維數量也會越多，就能產生更大的拉力以及彈力。因此，肌肉彈力條件反射產生的彈力是以運動員本身力量素質為基礎，基礎力量素質越好，建立彈力條件反射以后產生的彈力就越大。再肌肉彈力條件反射肌纖維每瞬間交替收縮的肌纖維數量、節律、幅度是不變的，而導致F1拉力的大小恒久不變，因此不管多長時間的交替收縮對肱三頭肌的彈性成分產生的F1拉力的大小是基本不變的。因此作用于肱三頭肌肌纖維、彈性成分和肘關節的四種力時刻平衡相等，F1=F2=F3=F4。這四種力在彈力條件反射的力學系統中，可視為人體的內力。作用在同一條直線的這四種內力合力為零，而肱三頭肌肌纖維、彈性成分和肘關節這個力學系統處于動態平衡狀態。其它人體的重力等外力對彈力條件反射的力學系統作用很小，均可忽略不計。

在以上發力預備勢的蓄力的狀態下，開始發力出拳。肱三頭肌驟然向心收縮伸肘出拳，肘關節突然伸直使肘關節對肱三頭肌彈性成分的拉力F3突然消除，而由上向下被拉長發生彈性形變的肱三頭肌彈性成分由下向上恢復原狀，F2力和F3力合力作用于肱三頭肌收縮成分和肘關節，使肱三頭肌產生更快的收縮速度和更大的收縮力量。而在出拳一瞬間，收縮成分產生的向心收縮力和肱三頭肌彈性成分產生的彈力，兩個同方向的力合力作用于肘關節，使肘關節獲得巨大的速度和力量。這就如同脫弦之箭一樣，彈了出去。

以上為勁的整個力學系統中肱三頭肌、肘關節、肱二頭肌局部的姿勢動作產生的力學原理。當然，實際上屈伸肘關節不止肱二頭肌和肱三頭肌，它們只是屈伸肘關節的主動肌，其它副動肌亦一樣有彈力條件反射，一樣的力學原理，但作用力要比主動肌小。而其它關節、肌肉的姿勢動作與力學原理與肱三頭肌、肘關節、肱二頭肌的力學效應基本上相同，依次類推，根據各塊骨骼肌的形態、功能和機能具體分析。

但肱三頭肌、肘關節、肱二頭肌的局部力學效應在整體發力中只是上臂一個環節的局部力學效應，而勁的出拳發力動作是一個協調的全身整體動作。而勁的整體發力并不是簡單的全身各個環節的力量相加，它與其他運動技術一樣，有著復雜的生物力學機制，其中鞭打動作是一個重要的技術組成部分。總之，在特定的姿勢下引出全身主要肌肉的彈力條件反射后，全身就像一根被壓縮的大彈簧，儲存大量彈性勢能，隨時均能通過協調的動作整合一股整體彈力。傳統武術拳諺中所說的：“內力”、“內勁”、“內動”、“暗勁”、“整勁”、“渾圓力”、“彈簧力”、“身如反弓”、“身如弓弩拳如彈”、“蓄勁如張弓，發勁似放箭”等就是形容這些現象。本文只分析勁的局部生物力學機制，而不對勁的整體發力的生物力學機制作詳細分析。

結語

按現代體育理論分析，站樁和勁只是一項運動，與其它體育運動一樣，是有運動規律可循的，是有固定的運動形式的，其動作也有其相應原理，也完全是科學的，它就是一個運動條件反射，就是一項簡單的運動，任何人都可學得這項武術，而且“樁法換勁”完全可以自學而訓練出“勁”。錯誤的站樁無異于“罰站”，站樁就一個秘訣，就是按照正確的方法“堅持練”。只要掌握了正確的姿勢和動作，連續訓練20-30小時，達到大動作重復約3000次，震顫動作重復約600次就可以初步建立彈力條件反射。連續訓練80-100個小時，達到大動作重復約8000次，震顫動作重復約1600次，全身主要肌肉都可以建立這彈力條件反射，就是練出了傳統武術中的“勁”。