駕馭利刃:兵擊運動中的生物力學(四)


3樓貓 發佈時間:2022-06-24 17:08:37 作者:Huiyao117 Language

說在前面

近幾年來兵擊運動逐漸受到越來越多的關注,而包括《騎馬與砍殺》和《駭利四斬》等在內的各種“較為嚴肅”的冷兵器格鬥類遊戲也為玩家們展現了充滿魅力的中世紀劍鬥文化和冷兵器的戰鬥魅力。然而,由於互聯網社區長期以來針對中國傳統武術、歐洲歷史武術HEMA、日本古流武術、日本劍道運動以及冷兵器技擊/兵擊運動存在各種各樣莫名其妙的爭議和偏見,而其中討論最不著邊際的,往往不是基於歷史事件和武器形制的問題,而是如何“正確”使用各類武器的方法,即武術技術本身。
實際上兵擊運動最早由HEMA這一歷史研究學術活動所興起,穿護具拿鋼劍對抗的本質意義並非競技,而是利用這一平臺對已經遺失或不完整的古代武術進行復原、回溯、驗證和測試,嚴格來講屬於科研工作中建模並測試的過程,只不過目前也發展出了自身的運動體系。但是即便是在今天,兵擊運動所追求的依舊是基於對古代武術的科學系統復原和再現,因此本系列文章將以現代運動人體科學中常用的分析工具——生物力學,對兵擊運動和古代武術涉及的基本運動學規律進行分析和探討。從科普的角度為對冷兵器戰鬥感興趣的愛好者和玩家們提供參考和幫助,對流傳在互聯網上的各類對兵擊運動的偏差理解進行糾正和解釋。
筆者目前正在攻讀北京體育大學運動康復專業的博士學位,並已取得國家衛生健康委員會頒發的康復治療師資格證書,擁有專業運動員的傷後康復、運動防護以及針對普通人群的臨床運動康復的豐富治療經驗。本文的兵擊運動部分經由虎賁騎士團北京紅星隊主力選手兼長劍教練@曲強,以及四川兵擊聯合會暨四川省兵擊運動協會常務委員@陳其超的專業審校。

第三部分:刺擊的生物力學

3.1 刺擊原理和生物力學特徵

相較於斬擊而言,刺擊是一種難度相對較高的武器攻擊方式,其主要利用刀劍前部的尖端部分對目標進行戳刺(Thrust)。和斬擊將幾乎整個側面劍刃區域的運動都納入有效打擊範圍所不同的是,刺擊的有效殺傷區域僅僅限制在刀劍尖端部分,在絕大多數情況下,尖端可以被視作一個點,其平行於劍身的運動軌跡所形成的線,即為刺擊線,而任何通過刺擊線的物體都處於刺擊的有效殺傷範圍之內。

3.1.1 刺擊的武器運動形式

和斬擊平面類似,刺擊線本身在絕大多數情況下也需要通過中線,或中線所處的矢狀面,而相應地,從各個方向與中線相交的刺擊線也正可構成角錐體系。在角錐中,刺擊可以沿著任意一條母線作為起點刺出,並在抵達中線後繼續向前命中對手,終點為長點位或類似位置,即直線刺擊。沿著角錐發起的刺擊可以將對方武器阻擋在角錐之外,而如果對方武器的攻擊線路處於刺擊路線,或處於劍身角錐的另一側而無法攔截時,可以進行變向刺擊。
一方面,可以在刺擊過程中將劍身在任意兩條母線之間通過交叉旋轉進行切換,終點為另一條母線,以阻擋對手武器的攻擊,即交叉變向刺擊;另一方面,可以在刺擊開始之前,調整劍尖的指向以改變角錐的形狀和指向,繞開對手武器的封阻,即變線變向刺擊。兩種變向刺擊都可以改變攻擊路線的角度和方向,以繞開或阻斷對手武器的斬擊或刺擊路線。
直線刺擊時武器的運動

直線刺擊時武器的運動

從交劍的角度考慮,刺擊不同於斬擊,其在絕大多數情況下,平行於中線的前向力量要遠遠大於側向力量,而這就導致普通的直線刺擊動作很容易被斬擊所偏移開中線。此時,如果採用變線動作,即立刻調整劍尖指向,就可以將劍尖和劍身繞開對方的斬擊路徑,從更靠近中線的角度重新進行加速刺擊,同時將對手的武器阻攔在中線外側,形成先手優勢。這種技術需要劍尖快速調整指向並迅速完成刺擊,佔據速度和攻擊時間的優勢
調整劍尖指向的變線變向刺擊

調整劍尖指向的變線變向刺擊

而第二種應對方式,則採用交叉刺擊動作,即在直線刺擊的同時,增加劍身向對側的力量,向著對手武器進攻的方向上進行運動。此時劍士需要操作劍身通過交叉動作,在向前刺擊的同時,將其移動到角錐朝向對手武器進攻路線的另一側。這就是在原先向前刺擊力量的基礎上,增加了一定程度的側向力量,可以直接封鎖對抗對手武器的斬擊或刺擊,進行中線範圍內的直接對抗爭奪。這種技術需要劍身迅速且有力地完成交叉運動,以保證有足夠的側向力量或“結構力”,但同時也較變線刺擊犧牲了一部分前向的刺擊力量。
交叉變向刺擊

交叉變向刺擊

3.1.2 刺擊的殺傷原理

刺擊的主要殺傷原理,是將刀劍運動所儲備的動能沿著平行劍身的方向,集中到劍尖的一點上,從而對目標區域產生巨大的壓強刺激和衝擊,進而擊穿防護或肢體軀幹,帶來嚴重的深部創傷。從能量傳遞角度而言,只要刺擊過程中劍尖的運動軌跡保持和和劍身一致平行,那麼整個劍身的質量幾乎都可以集中到劍尖之上,即劍尖自身就是“物打點”,而非斬擊只能利用打擊點附近的劍身質量,而在相同的運動速度下,劍尖的接觸面積還遠小於劍刃,且劍身的彈性形變程度相對較低,那麼刺擊就可以產生顯著優於同動能下斬擊的能量傳遞效率和殺傷效果。
從這一角度考慮,那麼適用於刺擊技術的刀劍構型就完全不同於斬擊技術。和上文提及的斬擊動作的殺傷原理/力量傳遞模式對比,刺擊由於打擊點只有劍尖區域,其極端追求劍尖運動的指向性和劍身一致,這種情況下劍身的質量無論怎麼分佈都可以集中到劍尖。因此,為了儘量增加刺擊的有效攻擊範圍,劍刃的形狀可以做到相對更佳修長,而同時儘可能將劍刃的質量分佈調整靠近持劍手,並採用更大的配重球來平衡重心位置,從而減小阻力臂,增加劍尖運動可操控性,確保劍士可以輕鬆調整劍尖位置,並在理想的劍尖指向性下發起攻擊。
前文中提及的刺擊優勢武器,其質量分佈利於劍尖指向性控制

前文中提及的刺擊優勢武器,其質量分佈利於劍尖指向性控制

然而,刺擊本身作為一種使用刀劍的技術,自身也存在很多的限制和缺陷。首先,刺擊的有效殺傷區域和範圍都極小,相較於斬擊中側刃運動構成的一整個平面,刺擊只能在劍尖運動產生的刺擊線上才能命中和殺傷。同時,類似於斬擊的“刃筋”概念,刺擊運動中必須確保劍尖的運動軌跡儘量時刻平行於劍身,即維持劍尖的指向性,這就意味著在進行刺擊動作時,劍士必須擁有遠高於斬擊的動作控制水平,能夠確保劍尖的移動和指向處於正確的刺擊線上。
其次,不同於斬擊對應的劍身圓弧運動,刺擊的運動形式大多數以跨越中線的單一軌跡的直線運動為主,這就意味著在同等劍身動能下,刺擊中劍尖運動的加速度可能要略慢於斬擊中靠近劍尖部分劍刃的線速度,而如何儘量提高刺擊速度和力量水平,就成為考驗劍士上肢肌肉力量和軀幹動力鏈傳遞效能的挑戰。最後,由於單純的直線刺擊往往因缺乏側向力量/結構力而容易被偏移,因此劍士還需要充沛的肌肉爆發力和動作控制水平以實現變線或交叉變向動作。
綜上所述可以發現,同等水平的刺擊在殺傷力上要顯著高於斬擊打擊,其可以將更大的動能集中到更小的打擊點上,完成衝擊力和侵徹性更強的刺入動作,對於無甲或輕甲目標可以直接穿透防護帶來嚴重創傷,而對於全甲單位也可以通過精確刺入縫隙的方式實現高效的殺傷。
但是,刺擊本身又存在技術難度較高的特點,其有效殺傷均基於刺擊線組成,而劍士控制劍尖的指向性並完成刺擊運動就需要高超的神經肌肉控制能力,同時,刺擊本身在中線的力量對抗中處於下風,需要劍士頻繁進行變線動作或交叉動作實現變向刺擊,繞開對手武器或增加側向力量進行對抗,以確保劍尖能夠命中目標。
角錐控制練習是一種很好的神經肌肉控制訓練,其可以增強劍士對劍尖指向性的控制(為確保視覺效果採用海綿劍示意)

角錐控制練習是一種很好的神經肌肉控制訓練,其可以增強劍士對劍尖指向性的控制(為確保視覺效果採用海綿劍示意)

而刺擊本身優缺點鮮明的特徵,也催生出了大量的刺擊優勢武器,它們往往會捨棄少量或者部分斬擊能力,減少劍身質量並調整重心分佈,提升劍尖運動操控性來增加劍士對於劍尖指向性的把握,利用刺擊本身巨大的威力優勢追求所謂“一擊必殺”的效果。甚至在許多近代的軍刀、雁翎刀等單刃武器中,也存在刀尖部分增加反刃的設計,以增加刺擊的殺傷效果。而如何平衡一把武器在斬擊和刺擊上的性能,也取決於目標使用者的技術水平(或訓練難度),應用方式,戰場環境的態勢等等因素,最終打造出符合需求的“完美刀劍”。

3.1.3 刺擊的動作模式

絕大多數情況下,刺擊也和斬擊一樣需要遵守中線和角錐原則,即有效刺擊線和斬擊平面一樣,需要和中線形成一定角度並儘量穿越或抵達中線。然而,和斬擊的斬擊平面運動拆分為左右方向的水平成分和上下方向垂直成分所不同的是,刺擊動作的主要成分都是前後方向的縱向成分,僅有少數的水平和垂直成分提供刺擊線的斜向分力。因此,雖然多數刺擊動作因滿足角錐原則從而和中線存在夾角,具備從左到右/從上到下的運動,但佔據主導地位的依舊是從後向前的縱向運動。
刺擊動作也和斬擊一樣可以簡單概括為四方向,但II和III號刺擊比較常用

刺擊動作也和斬擊一樣可以簡單概括為四方向,但II和III號刺擊比較常用

因此,在直線刺擊動作下,持劍側的上肢需要完成向前伸展的動作,因此以肩胛骨前伸,肩關節屈/伸,肘關節伸展和腕關節尺偏作為縱向成分的主力,其中肩關節的屈/伸動作會形成縱向運動和垂直運動的合成。此外,還會伴有一定幅度的肩關節內收/外展,內旋/外旋,以及前臂的旋轉動作以形成水平成分的運動。
在整個過程中,劍身所進行的刺擊運動主力為縱向運動,因此佔據主導地位的運動軸心為肩關節和肩胛骨,它們將驅動整個上肢完成縱向的移動。
直線刺擊示例

直線刺擊示例

在直線刺擊動作的基礎上,還存在變線刺擊和交叉刺擊兩種變向動作技術。實際上,由於刺擊線本身的殺傷範圍僅為一個點,而目標往往是一個較大的人體平面,因此只要刺擊線本身通過中線,其就可以在較大範圍內改變方向對目標進行打擊,並且無論是劍尖的指向,還是劍身的位置都可以在刺擊動作前或過程中進行調整,利用劍尖移動繞開對手武器(即變線刺擊),或利用劍身移動對抗對手武器(即交叉刺擊)。
劍尖變線控制示例

劍尖變線控制示例

變線刺擊是提前在額狀面快速調整劍尖的位置,使得劍尖旋轉並繞開對方武器的攻擊路線,再發起一次完整的直線刺擊,這就需要腕關節的三維運動配合前臂旋轉對劍尖進行小幅度快速的旋轉操作,對前臂肌肉的控制要求極高。而交叉刺擊則是在直線刺擊的過程中,進一步增加肩關節在水平和垂直方向上的運動幅度,即水平內收/外展和屈曲/伸展角度,使得劍身通過交叉運動到對側的角錐母線上,阻擋對方的武器攻擊,同時穩定劍尖位置處於接近中線的刺擊線上不變,完成縱向的刺擊動作。
交叉變向刺擊示例

交叉變向刺擊示例

此外,還有一個值得注意的點,即刺擊對應的刀劍握持形式。在斬擊動作中,存在正握(拳握)和指握(拇指握)兩種截然不同的方式,並對應對角線交叉斬擊和交擊/曲擊兩種完全不同的斬擊路線。但是在刺擊動作中,正握和指握基本上對刺擊的路線沒有顯著的影響,因為劍尖本身只有縱向的指向性,並不會因為自身的旋轉影響刺擊類型。
不過,由於指握法將劍身橫置的方式更有利於劍尖的上下移動,以及幫助刺擊對抗交劍中橫向的力量,因此其也是變線和交叉刺擊等變向刺擊動作中相對常用的握持方法。本文將在後續關於直線刺擊的章節中維持正握法,而交叉刺擊章節的動作演示中,採用指握法的形式。在刺擊的縱向動作中,二者不會對腕關節和前臂的動作產生明顯影響,因此後續的動作分析過程中將不會加以額外區分。
指握法在刺擊中很常見,圖中左側紅色衣服劍士就採用了指握法

指握法在刺擊中很常見,圖中左側紅色衣服劍士就採用了指握法

3.1.4 刺擊動作力量傳遞的特點

首先,刺擊動作的軀幹動力鏈中胸椎旋轉的形式相對固定。對於單手刀劍,刺擊在縱向運動的方向必然是持劍一側上肢的向前伸展,無論是從同側發起還是從對側發起。在絕大部分情況下,為確保最大程度的向前伸展,胸椎總會進行持劍側的旋轉,配合肩胛骨的前伸,將力量傳遞至持劍側上肢並轉換為縱向方向,完成刺擊。該情況和肘/腕關節主導的,保持軀幹同側旋轉的情況類似,只不過刺擊動作都是從後向前,不存在從前向後的“連續刺擊”,每次刺擊後都需要回到靠近身體的位置,因此保持軀幹同側旋轉並不影響刺擊效率。
而對於雙手刀劍,就存在一個雙側上肢相互限制的問題,因而雙手刀劍往往並不將刺擊作為主要遠距離的攻擊方式。在雙手同時握持刀劍的情況下,雙側上肢均在控劍且處於身體前側,如果出現胸椎旋轉,必然導致一側上肢前伸的同時另一側上肢後縮,這種運動有利於斬擊的水平方向移動,但會極大限制縱向方向上肢向前移動的距離。因此,雙手刀劍下的胸椎旋轉方向不得不與刺擊發起方向一致,或不進行胸椎旋轉,而採取雙側上肢同時前伸的動作。考慮到這一點,本文在刺擊部分將主要以單手刀劍為主進行討論。
由於上肢相互限制的緣故,以長劍為代表的雙手武器在遠距離刺擊時並不如單手刀劍來的輕鬆

由於上肢相互限制的緣故,以長劍為代表的雙手武器在遠距離刺擊時並不如單手刀劍來的輕鬆

其次,由於刺擊動作中,胸椎持劍側旋轉的水平方向力量需要通過肩關節一定程度的外展進行方向調整,變為縱向方向的力量傳遞。因此,除需要大幅度肩關節水平方向運動的交叉變向刺擊外,在大部分直線刺擊動作中肩關節都會在肩胛骨前伸的同時完成水平外展動作,這就意味著參與胸椎旋轉力量傳遞的主要肌肉實際上是背肌肌群。僅有雙手刀劍情況下,雙側上肢同時前伸,肩關節共同屈曲+水平內收的時候為雙側胸肌共同主導。
單手刀劍持劍側上肢不受限制,可以在刺擊時徹底伸展,同時也能夠獲得胸椎充分旋轉的加持

單手刀劍持劍側上肢不受限制,可以在刺擊時徹底伸展,同時也能夠獲得胸椎充分旋轉的加持

在持劍側為起點刺向中線(直線刺擊)或對側(交叉刺擊)的動作中,肩關節水平外展程度較低,甚至在交叉變向動作中還需要完成較大幅度的水平內收動作,因而此時為胸肌肌群和背肌肌群共同主導上肢力量傳遞。而在對側為起點刺向中線或持劍側的動作中,肩關節水平外展程度增加,且在交叉變向動作中進一步提升了外展幅度,因而此時為背肌肌群主導上肢的力量傳遞過程。
刺擊動作軀幹力量傳遞(單手劍)

刺擊動作軀幹力量傳遞(單手劍)

最後,刺擊動作軀幹旋轉對應的下肢運動規律和斬擊基本一致,也存在同側邁步和對側邁步的情況,但刺擊的下肢運動在戰術和攻擊方向上的意義要遠高於力量傳遞的意義,因此以追求刺擊距離和縱向殺傷的動作多數採用同側邁步;以追求刺擊路線變化和側向力量/結構力支持,進行交叉變向的動作會選擇性地採用對側邁步。
綜上所述,相較於動作多樣,運動軸心繁雜,力量傳遞路徑差異巨大的斬擊動作,刺擊動作的生物力學機制比較簡單和直接,即胸椎旋轉和肩胛骨前伸支持下,上肢向前伸展的運動。但劍士通過肌肉收縮和關節運動實現理想刺擊的過程卻是一個難度頗高的挑戰。完成一個單獨的刺擊動作很簡單,但保證力量傳遞和刺擊線一致,並讓劍尖繞開或對抗對手武器,真正命中對手的軀幹的效果,都需要極高水平的神經肌肉控制能力。即刺擊動作的難點往往並非動作本身,而是能否在對抗過程中及時應變,在最合適的時機完成一記完美的攻擊。

3.2 直線刺擊

直線刺擊是最常見的刺擊動作,即以任意一條角錐母線作為起點,向前直接刺到長點位或最大伸展位置,基本上與中線平行或重合。直線刺擊在縱向成分上佔據主導,同時在水平和橫向成分上具備和正握四方向斬擊類似的性質。刺擊的縱向成分,主要指持劍上肢儘可能從靠近身體的位置向前快速伸展至最遠距離,其中的加速過程將賦予劍尖以穿透目標的能量。在這一過程中,持劍側的肩胛骨將保持前伸以推動上肢,肩關節將進行屈曲或伸展動作,將起點位於下方或上方的上肢移動至正前方(即結合垂直成分和縱向成分),而肘關節和腕關節分別完成伸展和尺偏,將劍尖送至最遠可觸的距離。

3.2.1 直線刺擊的動作模式

和斬擊調整刃筋類似,在直線刺擊之前,肩關節和前臂還需要根據起點處上肢的位置提前進行一定幅度的內旋或外旋以確保上肢整體的屈伸動作和劍尖運動的刺擊線處於同一指向。而在刺擊過程中,和斬擊類似,肩關節還需要完成一定幅度的內收和外展動作以構成刺擊動作的水平成分,使得刺擊線能夠與中線形成夾角即構成角錐,通過中線完成有效的刺擊殺傷。因此,刺擊也存在和斬擊類似的基本四個方向,其在角錐中分別組成了相互交叉的四條母線,從四個角落共同指向中線。
由於刺擊的主要殺傷成分都源於上肢在前後方向上的縱向運動,因此其主要的力量傳遞也來源於軀幹,特別是胸椎的充分旋轉。這種情況和肘/腕關節主導的斬擊類似,即胸椎旋轉主要提供持劍側上肢的前後運動,而非直接的水平旋轉運動。在這種情況下,胸椎的同向旋轉(即右側/持劍側旋轉)配合肩胛骨前伸的力量依舊是水平方向為主,此時肩關節會在水平前屈狀態進行一定程度的水平外展動作,將水平方向的力量在肩關節處調整方向,將其轉換至前後縱向的力量,並最終傳遞到劍身上驅動其縱向移動。
直線刺擊的力量傳遞過程更直接

直線刺擊的力量傳遞過程更直接

實際上,軀幹同向旋轉通過肩關節水平外展來變向為縱向力量這一過程在各類運動中也十分常見,例如拳擊動作中的直拳,其就是在胸椎完成出拳側旋轉的同時將上肢向前伸展,同時通過肩關節處的水平外展將水平方向的力量調整為縱向力量。而由於以肘/腕關節為主導的斬擊依舊依賴水平和垂直力量,因此在斬擊過程中這一轉換意義較小,但是在縱向運動佔據主要力量傳遞的刺擊動作時,這種轉換就成為了刺擊強大的衝擊力和穿透力的保證。
直線刺擊的示例

直線刺擊的示例

和斬擊的四方向交叉動作類似,直線刺擊在絕大多數情況下也可以簡化為從四個起點分別沿著角錐母線,向中線或角錐頂點進行交叉動作的過程,即直線刺擊本身就構成了一個角錐系統,且隨著刺擊的進行,角錐的頂點不斷前進,而角錐母線的夾角不斷縮小,最後接近和刺擊線平行的過程。因此,刺擊方向也符合對角線交叉動作,只不過交叉幅度較小,一般終止於長點位或中線附近。只有交叉刺擊才會將劍身完全交叉至對側,但是劍尖依舊穩定在刺擊線上。
無論是直線刺擊還是交叉刺擊,角錐變化的趨勢是類似的

無論是直線刺擊還是交叉刺擊,角錐變化的趨勢是類似的

本文在刺擊部分僅以單手武器作為案例,雙手武器刺擊的動作前文已有提及,而刺擊對應的下肢移動規律也和斬擊保持基本一致,後文將不再贅述。此外,因為刺擊本身在不同的技術體系下,對於方向描述的規則存在一定區別,為統一表述和方便理解起見,本文將採用和斬擊一致的四方向命名策略,即I至IV號刺擊,以刺擊動作的起點方向為參考:
  • I號刺擊:從右上向中線刺
  • II號刺擊:從左下向中線刺/挑(中文語境中,習慣將自下而上的刺擊稱為“挑“)
  • III號刺擊:從右下向中線刺/挑
  • IV號刺擊:從左上向中線刺

直線I號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表5
I號刺擊示意

I號刺擊示意

所有刺擊在縱向方向都是由後向前的運動,對應胸椎持劍側旋轉,肩胛骨前伸,肩關節水平外展,肘關節伸展和腕關節尺偏,對此後文將不再贅述。I號刺擊在水平方向為同側向對側,即肩關節水平內收趨勢的移動,因此實際情況下,肩關節水平外展調整胸椎旋轉動力的幅度會在一定程度上減小,這就導致背肌主導的力量傳遞效能降低。而I號刺擊在垂直方向為從上到下,即以肩關節伸展動作為主,參與到縱向運動之中。
從使用角度上考慮,所有的直線刺擊都以遠距離至長點位的攻擊為主,由於縱向力量大而側向力量/結構力弱,因此應當避免在中線過多糾纏,利用快速前進的劍尖優先完成刺擊,對此後文不再贅述。I號刺擊的運動方向為右上至中線,因此劍身所處的角錐母線位於右上,可以阻擋對手左上斬至右下的IV號斬擊路線。
然而I號刺擊由於為同側刺擊,肩關節外展不足,且處於上肢高位,需要前臂和肩關節大幅度內旋,因此其力量水平較低,應當儘量避免直接對抗,爭取發揮速度和角度優勢完成刺擊。

直線II號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表6
II號刺擊示例

II號刺擊示例

II號刺擊在水平方向為對側向同側,即肩關節水平外展趨勢的移動,因此實際情況下,肩關節水平外展調整胸椎旋轉動力的幅度會進一步增加,使得背肌主導的力量傳遞效能繼續增加。而II號刺擊在垂直方向為從下到上,即以肩關節屈曲動作為主,參與到縱向運動之中。
II號刺擊的運動方向為左下至中線,因此劍身所處的角錐母線位於左下,可以阻擋對手右下斬至左上的III號斬擊路線。並且II號刺擊由於為對側刺擊,肩關節外展充分,且處於上肢低位,前臂和肩關節只需要小幅度外旋,因此其力量水平較高,具備一定程度的中線對抗能力,爭取發揮速度和力量優勢佔據先手進行刺擊。

直線III號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表7
III號刺擊示例

III號刺擊示例

III號刺擊在水平方向為同側向對側,即肩關節水平內收趨勢的移動,因此實際情況下,肩關節水平外展調整胸椎旋轉動力的幅度會在一定程度上減小,這就導致背肌主導的力量傳遞效能降低。而III號刺擊在垂直方向為從下到上,即以肩關節屈曲動作為主,參與到縱向運動之中。
III號刺擊的運動方向為右下至中線,因此劍身所處的角錐母線位於右下,可以阻擋對手左下斬至右上的II號斬擊路線。然而III號刺擊由於為同側刺擊,肩關節外展不足,儘管處於上肢低位,前臂和肩關節只需要小幅度內旋,但是其力量水平依舊有限,中線對抗能力較I號刺擊略強,但依舊有限,應當爭取發揮速度和角度優勢完成快速刺擊。

直線IV號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表8
IV號刺擊示例

IV號刺擊示例

IV號刺擊在水平方向為對側向同側,即肩關節水平外展趨勢的移動,因此實際情況下,肩關節水平外展調整胸椎旋轉動力的幅度會進一步增加,使得背肌主導的力量傳遞效能繼續增加。而IV號刺擊在垂直方向為從上到下,即以肩關節屈曲動作為主,參與到縱向運動之中。
IV號刺擊的運動方向為左上至中線,因此劍身所處的角錐母線位於左上,可以阻擋對手右上斬至左下的I號斬擊路線。儘管IV號刺擊由於為對側刺擊,肩關節外展充分,但是其處於上肢高位,前臂和肩關節需要大幅度外旋,動作執行非常困難,難以充分發揮力量水平,因此缺乏中線對抗能力,應當爭取發揮速度和角度優勢進行快速刺擊。
實際上,在四方向直線刺擊中,往往最為常用的都是上肢處於低位的II號或III號刺擊,此時肩關節和前臂的指向調整僅需要完成小幅度內旋或外旋動作,劍士可以更輕鬆地將劍刃向前充分刺出。而對於I號刺擊,其需要完成肩關節和前臂的大幅度內旋,因而在動作準備上難度增加;不過最少使用的IV號刺擊就跟肘/腕關節主導的III號斬擊一樣,需要非常困難的肩關節和前臂的大幅度外旋,即便存在肩關節外展的力量加持,但依舊缺乏對抗和殺傷能力。
從下方向前或向上的刺擊更為常見且利於發力

從下方向前或向上的刺擊更為常見且利於發力

因此,在真正的對抗過程中,直接發動刺擊的理想路線多為III號或II號方向,劍士往往會選擇在刺擊之前通過調整劍尖指向的方式切換到上肢下位的兩種刺擊,抑或是在發動I號和IV號斬擊時選擇交叉刺擊模式,讓其終止於更有利於發力對抗的左下或右下角錐母線,增強側向力量和結構力的支撐。所以和斬擊多方向自由應用所不同的是,刺擊對劍士身體操控的要求明顯更高,也需要更加頻繁的變向動作,才能確保完成一次有力且安全的攻擊。

3.3 變線刺擊

為了在對抗過程中繞開對手的武器,劍士可以通過移動劍尖的方式改變刺擊線的方向,但是在刺擊線確定後發起刺擊的過程中,劍尖自身的指向因為較大的縱向力量影響,就很難進行大幅度改變,否則很容易出現劍尖指向和縱向運動不一致的情況,導致刺擊力量和效能下降。
因此,以移動劍尖為主要模式的變線刺擊動作,就需要在正式的刺擊發起前提前完成劍尖指向的改變,即先調整劍尖指向,再完成一次完整的直線刺擊。在這個過程中,後半部分的直線刺擊和前文基本一致,而調整劍尖指向的過程相對獨立。
圖中右側的劍士繞開了對手的武器,將劍尖成功刺入目標

圖中右側的劍士繞開了對手的武器,將劍尖成功刺入目標

劍尖指向的變化往往追求小幅度小角度,因此其運動軸心應當儘量靠近武器自身,即主要以腕關節為主導。在此過程中,腕關節在水平方向上進行屈曲或背伸,在垂直方向上進行尺偏或橈偏,同時結合前臂的旋轉,實現劍尖在額狀面上的旋轉動作。這一過程以腕關節為軸心,劍身為母線,會形成一個指向劍士自身的“反向角錐”,劍士通過劍尖在反向角錐底面上的移動,可以繞開對手刀劍的斬擊平面或刺擊線,從而將劍身置於更靠近中線的優勢位置,再進而發動直線刺擊完成打擊。

3.3.1 變線刺擊的動作模式

一般而言,劍尖的變線移動存在從上方(上半圓弧)和下方(下半圓弧)旋轉兩個路線,從左向右或從右向左繞過對手武器。當上肢處於低位,劍尖指向前上方時,從上方變線的垂直成分以腕先橈偏,後尺偏為主,從下方變線的垂直成分以腕先尺偏、後橈偏為主。而當上肢處於高位,劍尖指向下方時,由於肩關節和前臂需要大幅度內旋保證劍尖指向,因而此時腕關節的指向和上肢低位時正好相反,因此上下方向變線的動作也同時相反。最後,變線動作的水平成分均以腕關節屈曲/背屈,以及前臂內旋/外旋動作為主。
變線刺擊調整劍尖指向的示例

變線刺擊調整劍尖指向的示例

此外在重力影響下,所有向上的過程均為向心收縮,而向下的過程均為離心收縮。這就導致了在上肢低位時,腕關節的橈偏動作均為向心收縮,尺偏動作均為離心收縮,此時任意的變線動作的主動肌群都是腕關節橈偏肌群。相應地,在上肢高位時,腕關節的尺偏動作均為離心收縮,橈偏動作均為向心收縮,因而此時所有動作的主動肌群均為腕關節尺偏肌群。
這一過程劍身的運動基本上不存在縱向成分,全部是水平和垂直成分所組成的交叉動作,因此無法大量藉助軀幹旋轉甚至是肩和肘關節的力量傳遞,往往需要依靠前臂自身肌肉的協同收縮完成。同時,這一過程的阻力臂(劍身)要長於動力臂(持劍手腕),因此對前臂肌肉的力量要求較高,而這也是大部分刺擊優勢武器儘可能調整劍身質量分佈,拉近重心,縮短阻力臂的主要原因之一,其可以顯著減少前臂運動的負擔,改善對劍尖指向的操控。
因此以迅捷劍(Rapier)為代表的刺擊優勢武器的整體質量分佈更靠近持劍手

因此以迅捷劍(Rapier)為代表的刺擊優勢武器的整體質量分佈更靠近持劍手

由於變線刺擊在劍尖變線運動完成後,就會發動正常的直線刺擊動作,因此本章節不再對具體的變線刺擊動作進行關節運動和肌肉收縮情況等生物力學特徵進行分析。

3.4 交叉刺擊

雖然劍尖自身在縱向運動的過程中難以改變指向,但是劍身還存在一定程度的水平和垂直方向運動成分可以參與變向過程,而在保證劍尖位置不出現大幅度變化,就不會影響主要的縱向運動成分。
這種情況下,就可以通過劍身的水平和垂直方向的合成動作,將劍身向對角線方向進行交叉運動,實現劍身指向的變化,從而在保持主要刺擊效果不變的同時調整劍身位置,將對手的武器進行封阻,這就是典型的交叉變向刺擊動作。在這種情況下,交叉刺擊的終點就不再是長點位,而往往是另一條指向對手的角錐母線。
圖中左側的劍士很可能在發動刺擊後將劍身交叉到下方,在阻斷對手武器的同時實現了成功刺擊

圖中左側的劍士很可能在發動刺擊後將劍身交叉到下方,在阻斷對手武器的同時實現了成功刺擊

3.4.1 交叉刺擊的動作模式

交叉變向刺擊可以在刺擊發動的過程中進行,相較於全程保持方向不變的直線刺擊,存在更強的中線對抗能力,來自額外的劍身交叉動作對劍尖運動的影響較少,並且在中線對抗中提供了額外的側向力量支持,使得刺擊動作的終點保持角錐母線位置,強化了刺擊動作的“結構力”。相應地,交叉刺擊就需要在原先直線刺擊的基礎上增加一定程度的上肢各關節運動,特別是在額狀面上的旋轉或內收/外展動作,提供水平和垂直方向的運動來合成交叉動作。
具體來講,交叉刺擊動作在直線刺擊動作的基礎上,需要首先加大肩關節和前臂的旋轉動作,以在劍身進行交叉動作的同時,穩定劍尖的指向始終處於刺擊線上,而直線刺擊動作全程劍身位置不變,只需要提前進行肩和前臂的旋轉調整即可。實際上,交叉刺擊動作中,劍身運動的全程都需要保證劍尖始終穩定在刺擊線上,這就對劍士的上肢肌肉協同能力提出了很高要求。其也催生出了一種所謂的角錐訓練方式,即劍士控制劍身圍繞角錐進行旋轉或交叉運動,同時穩定劍尖位置。
上文提及的角錐訓練

上文提及的角錐訓練

其次,交叉刺擊相較於直線刺擊動作,需要進一步加大肩關節的水平內收/外展動作幅度,以在水平方向上與肩關節本身的屈曲和伸展動作進行合成,從而實現劍身的交叉運動。儘管此時劍身移動方向並不需要嚴格對應劍刃指向,但如果與劍刃指向一致,那麼此時的劍身交叉本身就具備了一定的斬擊性質,只不過斬擊方向為對方的武器。最後,肩關節還需要調整原本參與縱向運動的屈曲/伸展動作的角度,以保證劍身完成充分的垂直方向運動,將劍身置於理想的角錐母線作為刺擊動作的終點。
而在交叉斬擊向對側進行劍身的變向運動時,來自軀幹胸椎旋轉的力量就出現了引導的變化,一部分依舊跟隨肩胛骨的前伸和肩關節的運動推動上肢向前伸展,而另一部分將通過肩關節更大程度的水平內收/外展動作轉化為水平方向的力量,增強交叉斬擊在交劍中對抗側向壓力的能力,幫助穩固角錐體系以確保先手優勢。
交叉刺擊示例

交叉刺擊示例

和直線刺擊和斬擊類似,本文對交叉刺擊的動作分析也將採用滿足對角線交叉運動的四方向模式進行,由於交叉刺擊不僅僅需要沿著角錐母線向中線發起刺擊,還需要在過程中將劍身整個交叉至對側的角錐母線,其相較於直線刺擊存在更徹底的對角線交叉動作。不過這種交叉僅發生在劍身部分,劍尖在交叉中會出現旋轉,但其依舊會保持在刺擊線上向前移動:
  • I號刺擊:從右上向左下刺
  • II號刺擊:從左下向右上刺/挑
  • III號刺擊:從右下向左上刺/挑
  • IV號刺擊:從左上向右下刺

交叉I號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表11
I號交叉刺擊示例

I號交叉刺擊示例

交叉刺擊是在直線刺擊的基礎上,增加劍身自身圍繞劍尖/角錐進行交叉移動的過程,因此在縱向方向依舊以由後向前的運動為主,對應胸椎持劍側旋轉,肩胛骨前伸,肩關節水平外展,肘關節伸展和腕關節尺偏。但是在水平和垂直方向上,肩關節內收/外展和屈曲/伸展角度將顯著增加,賦予了劍身變線過程一定的斬擊性質,這種側向性質明顯的斬擊不僅僅可以向對方武器施加一定衝擊和對抗,同時也在最大限度上減小對劍尖移動的影響。因此,四方向的交叉斬擊在實際對抗中非常常用。上述共同特徵下文將不再贅述。
交叉I號刺擊動作在水平方向上為從持劍側到對側,肩關節進行和斬擊類似的大角度水平內收,此時胸椎旋轉對縱向運動的影響較小,但對水平方向的力量支持會增加,此時主導肌群為胸肌群。交叉I號刺擊動作在垂直方向上為從上到下,肩關節進行和斬擊類似的大角度伸展動作,參與到縱向運動之中。此外,肩關節和前臂還需要完成大幅度外旋動作,以確保在劍身運動時劍尖指向的穩定。
對於所有的交叉刺擊而言,其終點往往位於頂角較大的角錐母線,因此最終劍身的指向和中線的夾角要遠大於直線刺擊,這也使得交叉刺擊擁有更強的中線對抗能力和側向穩定性。但是,來自水平方向的分力必然使得縱向方向的力量相對減少,劍尖在刺擊線上的運動速度降低,最終刺擊的衝擊力和攻擊範圍均不如直線刺擊。因此,交叉刺擊更適合中距離中線對抗時的使用,兼顧刺擊威脅和側向穩定性,發揮中線對抗的優勢。上述共同特徵下文將不再贅述。
交叉I號刺擊的劍身運動軌跡是從右上到左下,和I號斬擊方向一致,因此其可以對抗方向為從右下到左上的III號斬擊動作。由於交叉I號刺擊在水平方向的運動和胸椎旋轉方向一致,因此軀幹旋轉對上肢力量的加持在縱向方向和水平方向上較為均衡,賦予了其較強的中線側向力量。應當充分發揮交叉I號刺擊在中線對抗上的優勢,穩定角錐以取得先手優勢。

交叉II號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表12
II號交叉刺擊示例

II號交叉刺擊示例

交叉II號刺擊動作在水平方向上為從對側到持劍側,肩關節進行和斬擊類似的大角度水平外展,此時胸椎旋轉對縱向運動的影響被進一步增強,水平方向的力量則主要靠肩關節外展動作本身加強,此時主導肌群為背肌群。交叉II號刺擊動作在垂直方向上為從下到上,肩關節進行和斬擊類似的大角度屈曲動作,參與到縱向運動之中。此外,肩關節和前臂還需要完成大幅度內旋動作,以確保在劍身運動時劍尖指向的穩定。
交叉II號刺擊的劍身運動軌跡是從左下到右上,和II號斬擊方向一致,因此其可以對抗方向為從左上到右下的IV號斬擊動作。由於交叉II號刺擊在水平方向的運動和胸椎旋轉方向相反,因此軀幹旋轉對上肢力量的加持依舊保持在縱向方向上,在提供一定的側向支撐力量的同時,大幅度加強了縱向的刺擊力量。應當充分發揮交叉II號刺擊在衝擊力量上的優勢,並利用一定的側向力量保護劍尖的刺擊動作不被打斷。

交叉III號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表13
III號交叉刺擊示例

III號交叉刺擊示例

交叉III號刺擊動作在水平方向上為從持劍側到對側,肩關節進行和斬擊類似的大角度水平內收,此時胸椎旋轉對縱向運動的影響較小,但對水平方向的力量支持會增加,此時主導肌群為胸肌群。交叉III號刺擊動作在垂直方向上為從下到上,肩關節進行和斬擊類似的大角度屈曲動作,參與到縱向運動之中。此外,肩關節和前臂還需要完成大幅度外旋動作,以確保在劍身運動時劍尖指向的穩定。
交叉III號刺擊的劍身運動軌跡是從右上到左下,和III號斬擊方向一致,因此其可以對抗方向為從右上到左下的I號斬擊動作。由於交叉III號刺擊在水平方向的運動和胸椎旋轉方向一致,因此軀幹旋轉對上肢力量的加持在縱向方向和水平方向上較為均衡,賦予了其較強的中線側向力量。應當充分發揮交叉III號刺擊在中線對抗上的優勢,穩定角錐以取得先手優勢。

交叉IV號刺擊分析

所有涉及的運動環節和相應肌肉收縮模式見表14
IV號交叉刺擊示例

IV號交叉刺擊示例

交叉IV號刺擊動作在水平方向上為從對側到持劍側,肩關節進行和斬擊類似的大角度水平外展,此時胸椎旋轉對縱向運動的影響被進一步增強,水平方向的力量則主要靠肩關節外展動作本身加強,此時主導肌群為背肌群。交叉IV號刺擊動作在垂直方向上為從上到下,肩關節進行和斬擊類似的大角度伸展動作,參與到縱向運動之中。此外,肩關節和前臂還需要完成大幅度內旋動作,以確保在劍身運動時劍尖指向的穩定。
交叉IV號刺擊的劍身運動軌跡是從左上到右下,和IV號斬擊方向一致,因此其可以對抗方向為從左下到右上的II號斬擊動作。由於交叉IV號刺擊在水平方向的運動和胸椎旋轉方向相反,因此軀幹旋轉對上肢力量的加持依舊保持在縱向方向上,在提供一定的側向支撐力量的同時,大幅度加強了縱向的刺擊力量。應當充分發揮交叉IV號刺擊在衝擊力量上的優勢,並利用一定的側向力量保護劍尖的刺擊動作不被打斷。
綜上所述可以發現,四方向交叉斬擊劍身的運動方向,和四方向肩關節,或肘/腕關節主導的四方向斬擊動作處於同一個運動平面。因此,交叉斬擊也具備了刺擊和劍身交叉小範圍斬擊的雙重特點,而這種特性在一方面顯著增強了刺擊動作在中線範圍的對抗能力,另一方面也增加了刺擊過程中水平和垂直方向的運動成分,使得胸椎旋轉的軀幹動力鏈傳遞的力量形式也更接近斬擊的方式。因而,交叉刺擊在中線對抗直線刺擊或斬擊時都具備一定的優勢。
實際上,雙手長劍的技術中經常可以看到交叉刺擊的影子(圖源:四川兵擊聯合會)

實際上,雙手長劍的技術中經常可以看到交叉刺擊的影子(圖源:四川兵擊聯合會)

其次,由於交叉刺擊中穩定劍尖運動軌跡的需求,肩關節和前臂需要在劍身移動的同時保持較大幅度和快速的內旋或外旋動作,而這個過程相較於直線刺擊中提前固定的旋轉角度,可以在運動過程中更大程度地募集和激活參與動作的肌肉,進一步增強上肢在水平和垂直方向上的力量強度,同時也減少了刺擊過程中需要全程保持固定旋轉方向的不適感。因此,四方向的交叉刺擊在對抗過程中都相對常用,也可以兩兩之間輕鬆轉換,在兼顧刺擊和斬擊的同時向對手發起一次次不容小視的進攻。
(正文完結,後續可能會有DLC)

結語

實際上,兵擊運動和古代兵器武術中,每一種武器的使用、訓練和戰鬥方式的背後,都有著獨特的生物力學規律作為主導,去決定劍士該如何運動關節,調動肌肉,操控長劍並取得勝利。而在此之中,劍士執行劍術動作、在動作中灌注全身力量、以及在交劍後捕捉反饋並隨時調整動作策略的能力則取決於其神經肌肉控制的水平。而這也正是人類自身使用武器,並在使用武器的過程中學會操控自己的身體,並最終實現“人劍合一”的魅力所在。
當然,在普通直線刺擊完成後繼續佔據中線角錐結構,也可以實現類似交叉刺擊防禦對手武器的效果(特別感謝虎賁騎士團紅星隊的琴心選手)

當然,在普通直線刺擊完成後繼續佔據中線角錐結構,也可以實現類似交叉刺擊防禦對手武器的效果(特別感謝虎賁騎士團紅星隊的琴心選手)

因此,在HEMA等涉及歷史武術復原和對抗的學術活動中,以運動人體科學的角度進行動作分析,很可能有助於幫助解釋部分因古籍缺失所導致的對劍術動作的誤解或使用上的種種問題,給予研究者以窺探古代武術動作原理和劍術思路的現代科學工具。
同時,對劍術動作進行完善的生物力學分析,也有助於劍士的訓練和對抗水平的提高,以及盡最大可能減少因不理想的動作或生物力學環境所導致的種種運動損傷,為競賽規則、安全對抗器械以及防護用具的設計和規範提供參考。

系列文章

駕馭利刃:兵擊運動中的生物力學(一)
駕馭利刃:兵擊運動中的生物力學(二)
駕馭利刃:兵擊運動中的生物力學(三)


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