人体运动的终极奥义，与皮鞭之间有什么神秘联系？

本文来自微信公众号：SME科技故事（ID：SMELab），作者：SME，题图来自：《杀手之王》剧照截图

篮球场上如何轻松命中三分球？羽毛球场上怎样完成一个帅气的强力扣杀？遇险时能否借鉴专业拳手的经验有效防身？这些可能都是爱好运动的当代年轻人思考过的问题。

但大多数人想不到的是，不管是篮球投篮、羽毛扣杀、棒球投掷、乒乓击球、标枪、铅球运动甚至搏击时出拳出腿的动作，都离不开一条“终极奥义原理”的指导：那就是“鞭打效应”。

《夺宝奇兵》中印第安纳·琼斯（Indiana Jones）使用鞭子作为武器

鞭打效应，顾名思义来自于鞭子的挥击过程带给人类的启示。

在鞭子的甩击过程中，鞭把在运动中后期的静止会带动柔软的鞭子逐节静止。而理想状态下，鞭身上一段的能量会传递到下一小段，逐节积累的能量传递到质量越来越小的鞭子末梢，最终可以让它的速度达到惊人的2倍音速。

而其中鞭身卷出的圆圈在超过音速的时候，就会形成特别大的音爆响声。因此鞭子也是人类创造的第一件可以超越音速形成音爆的物件。

鞭子能量逐节传递积累过程解析  图源：油管视频Smarter Every Day 207

鞭子发出的巨响是音爆这个物理现象是在1905年被发现的。随后，科研人员便开始不断探索这一原理在各领域的实际应用。

在建筑界，这一原理被称为“鞭梢效应”，提醒建筑师们楼层越多、顶层越细，在地震中需要承受的风险就越大；而商界也出现了“长鞭效应”的说法，提醒从业者如果供应链层级过多，信息差造成的供应量调整就会如鞭子能量一般呈爆炸式层级变化。

回到正题，鞭打效应应用得最多最广泛的还是在运动领域。因为人体在结构上也是由关节相连，因此人类在不断追求更高的运动速度和力量时，便可以借助鞭打效应原理作为“黑科技”来实现突破。

扇巴掌大赛 可能是最直接的鞭打效应应用

我们都知道如果想要大力击打一个目标，一般需要向后引臂收缩关节再全力击出，这是一个未经训练的常人做法。但对于专业武术家及搏击选手来说，单凭手臂产生的力量是远远不够的。

那么如何利用人体有限的条件发出更大的力量呢？这就需要调动到人体全身尽量多的部位，越多关节的参与，就能攒积越大的能量，将鞭打效应发挥得越为极致。

现代拳击手出拳的时候要蹬腿、转腰、送胯、出拳，逐节发力以求达到更高的拳速和力量；其实我国古代《拳论》也有“发力根在于脚、发于腿。主宰于腰，形于四肢……周身节节贯穿，无丝毫间断尔”的相同理论。

这些都是有意或无意中对于鞭打效应这一物理原理的运用。

一名练习拳击的哈萨克斯坦小女孩

搏击训练中对鞭打效应看得很重，不管是出拳还是出腿，散打甚至直接就很形象地将最基础实用的一式腿法称为“鞭腿”。

不过在实战过程中，现场情况是瞬息万变的。而鞭打效应强调的是在最理想状态下能发挥出的人体最大功效，因此搏击技术有一个十分复杂的系统应对各种情况的出现，并非一味追求更大的打击力及速度即可。

而如果要说鞭打效应“地位更高”的运动选项，那各种投掷类的项目就是典型代表了。

标枪比赛

在标枪、铅球，包括棒球（投手）这些体育项目中，投掷臂鞭打动作技术的好坏，将会直接影响到投掷的最终成绩。运动员需要在一系列动作中将全身肌肉的力量加上助跑获得的初速度作用到投掷物上。

在这个过程中人体就像鞭子的前中端，力从地起，腿、腰、臂逐节传递最终到达“鞭梢”——投掷物上。国家级的运动员将动作分解得更细，还需细致感受整个过程中小腿发力传递到大腿、大臂发力后锁定再传递到小臂的各种过程，并不断巩固训练，才可能突破人体运动的最好成绩。

被誉为拥有“镭射肩”的男人日本职业棒球选手铃木一郎可以从右外场直接把球精准投回本垒，近距离更曾投出147km/h的超高球速。在奥巴马询问他如何做到时，他回答了一句“只需要保持柔软的肌肉”。

奥巴马以为这是一个十分“日本”的禅意回答，但其实这正是此类运动的终极奥义技术表现。不需要特别过人的肌肉，只要高度掌握如甩鞭子一样的柔软技巧，也可以扔出仿似超音速鞭梢般的高速投掷物。

铃木一郎几乎横跨整个球场的一发传球

除了投掷类项目，我们熟悉的乒乓球、羽毛球、网球这些挥拍类项目也有鞭打效应的运用之处。

在羽毛球运动中，专业运动员每次准备充分的腾空扣杀动作，基本都可以理解为将自己的身体变成一条“鞭子”对球进行抽打的动作。而篮球对这一技术运动最基础的体会就在于投三分时你是“投（甩）出去”还是“推出去”。

羽毛球扣杀动作追求最大化力量与速度

从鞭打效应被发现至今，随着科技的不断进步，越来越多的研究者试图通过运动员躯体动作的数据观测来推进这项研究。截至目前我们已经获得了相对明确的一系列研究结论。

具体来讲，鞭打效应在运动项目中最大的作用就是对末梢环节获得最大冲击动量的帮助。而其生物力学原理可以总结如下：在相邻的两环节间的肌肉收缩发生转动力矩时，（距身体）远端环节向前加速运动时，相对近端环节需要同时减速制动。

完成动作的本质规律是一致的，就是像鞭子一样一节一节动起来再锁定静止以便尽可能多的能量传递到下一躯体环节。但由于运动员的肌群调控能力不同，技能的掌握程度不同，在动作的精细方面自然也就有了高低之分。也可以说这正是区分运动水平高低的一个标准。

近年来很火的一位“传统武术网红”

上图是一位名为“鸽武缘”的传统武术习练者，不同于马保国大师之类业余爱好者，他的传统武术训练方法引起了MMA选手刘文擘，UFC选手张伟丽的兴趣，甚至前去讨教交流。

他习练的是中国传统武术中一门叫做“通背拳”的拳种。引起职业选手兴趣的是通背拳的训练方法，据称可以让“力量从背部产生，穿过肩膀，然后到达手臂”。简而言之就是让手部如鞭梢般变灵活柔软，进而练习力量在全身肌群间的精准传递能力。

“传武网红”展示其手部击打穿透力

尽管似乎有些过度强调了鞭打效应的运用而忽略了实战中的复杂状况，但也算是难得的有据可依，现代人看得懂并可能开发后用得着的中国传统武术技术之一。

不管是古老的传统技艺还是人体的独特结构，都还有很多值得我们去研究与开发的地方。保持对未知事物的好奇心，才是我们看到更多精彩的最好方式。

参考资料：

徐磊 人体上肢运动链基本动作的生物力学分析. 2014.5.28

李世明. 部义峰. 秦玉鹏. 人体下肢鞭打动作技术原理的生物力学研究. 中国体育科技 2012年第4期

陶纯. 如何提高掷标枪鞭打动作的效应. 湖北体育科技 1994年第4期

贾婷婷. 吴金文. 羽毛球“杀球”动作中“鞭打原理”的应用  牡丹江大学报 2019年第6期

王杰. 柳海龙侧弹踢技术的三维运动学分析. 2003.04.28

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