前言
得益于中国剑技术的传播,关于中国剑能否劈砍的争论基本已经结束,现在的问题则是中国剑的劈砍能力究竟如何?刚从“中国剑不能劈砍”的思维走出来的一些人会认为“中国剑可以劈砍,但劈砍能力一般”;而一些坚持中国剑劈砍能力的人们则认为中国剑的劈砍能力很强。 而本文便是在物理角度对中国剑的劈砍/切割能力的一点浅析,且观点偏向可能处于“少数派”的后者,希望敝文可以带给诸位一些思考,抛砖引玉,以正视听。
本文所言之“中国剑”,乃指自唐宋以来发展至明清时期的中国剑,念明清中国剑为当代人谈剑之第一印象,亦念明清中国剑式为当今传统武术之标配,还望见谅。
从几何力学角度看刀剑劈砍分割物体的实质是刀剑在切入物体后以自身刃角构成斜面,将推动刀刃向物体内部斩切的前进推力转化为侧向力,从而将原本一体的物质分开的过程,在同等进斩推力条件下侧向力的大小与刃角的正弦值呈反比,(但行程与刃角正弦值成正比),即刃角越小,分割力越大,但切口越窄,刃角越大,分割力越小,但切口越宽,从使用者的感官体验来看就是刃角越小,切开的口子越细,但切起来更省力切的更深,反之刃角越大,切开的口子越宽,但切起来更费力切的口子越浅,因此在重量、施力等其他因素不变的情况下,刃口角度是衡量刀剑本身静态切割性能的最重要指标。
下面本文将给出一些具有代表性的中国剑的尺寸,从其形制尺寸分析得出其刃口角度,并与许多人所认为的“锋利刀剑”的代表——日本刀(尤指太刀、打刀)对比之,以看待中国剑的锋利程度。
这些中国剑将于up先前所整理专栏:一些史实中国剑的形制尺寸数据(长度\重量\重心)整理 中挑选。而对比之日本刀则从多方面选择,诸位亦可以自己选择其他日本刀对比。
注:这里为了方便进行简易计算,刀剑截面均按理想平磨计算,仅供参考。
刃宽:35 mm(剑根)
30.5 mm(剑中)
26 mm(剑尖)
刃厚:8 mm(剑根)
5 mm(剑中)
4.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:8 mm ÷ 35 mm ≈ tan(23.63°),即刃口角度为约47.26°
剑中:5 mm ÷ 30.5 mm ≈ tan(9.31°),即刃口角度为约18.62°
剑尖:4.5 mm ÷ 26 mm ≈ tan(9.82°),即刃口角度为约19.64°
刃宽:31 mm(剑根)
28.6 mm(剑中)
27.5 mm(剑尖)
刃厚:6 mm(剑根)
4 mm(剑中)
3 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:6 mm ÷ 31 mm ≈ tan(10.95°),即刃口角度为约21.9°
剑中:4 mm ÷ 28.6 mm ≈ tan(7.96°),即刃口角度为约15.92°
剑尖:3 mm ÷ 27.5 mm ≈ tan(6.22°),即刃口角度为约12.44°
刃宽:31 mm(剑根)
27.5 mm(剑中)
25 mm(剑尖)
刃厚:5 mm(剑根)
4.7 mm(剑中)
3.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:5 mm ÷ 31 mm ≈ tan(9.16°),即刃口角度为约18.32°
剑中:4.7 mm ÷ 27.5 mm ≈ tan(9.7°),即刃口角度为约19.4°
剑尖:3.5 mm ÷ 25 mm ≈ tan(7.97°),即刃口角度为约15.94°
刃宽:37 mm(剑根)
26 mm(剑中)
25.4 mm(剑尖)
刃厚:8 mm(剑根)
5 mm(剑中)
3.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:8 mm ÷ 37 mm ≈ tan(12.2°),即刃口角度为约24.4°
剑中:5 mm ÷ 26 mm ≈ tan(10.88°),即刃口角度为约21.76°
剑尖:3.5 mm ÷ 25.4 mm ≈ tan(7.84°),即刃口角度为约15.68°
刃宽:30 mm(剑根)
26.5 mm(剑中)
24 mm(剑尖)
刃厚:5 mm(剑根)
4 mm(剑中)
3.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:5 mm ÷ 30 mm ≈ tan(9.46°),即刃口角度为约18.92°
剑中:2 mm ÷ 10.95 mm ≈ tan(10.35°),即刃口角度为约20.7°
剑尖:3.5 mm ÷ 24 mm ≈ tan(8.3°),即刃口角度为约16.6°
刃宽:35 mm(剑根)
32 mm(剑中)
29.5 mm(剑尖)
刃厚:9 mm(剑根)
6 mm(剑中)
4.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:9 mm ÷ 35 mm ≈ tan(14.42°),即刃口角度为约28.84°
剑中:3 mm ÷ 11.6 mm ≈ tan(14.5°),即刃口角度为约29°
剑尖:3.5 mm ÷ 24 mm ≈ tan(8.67°),即刃口角度为约17.34°
刃宽:33 mm(剑根)
30 mm(剑中)
24 mm(剑尖)
刃厚:6 mm(剑根)
4 mm(剑中)
2.5 mm(剑尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
剑根:6 mm ÷ 33 mm ≈ tan(10.3°),即刃口角度为约20.6°
剑中:4 mm ÷ 30 mm ≈ tan(7.6°),即刃口角度为约15.2°
剑尖:2.5 mm ÷ 24 mm ≈ tan(5.95°),即刃口角度为约11.9°
刃宽:3 cm(刀根)
2.1 cm(刀尖)
刃厚:8 mm(刀根)
4.6 mm(刀尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
刀根:4 mm ÷ 18 mm ≈ tan(12.53°),即刃口角度为约25.06°
刀尖:2.3 mm ÷ 12 mm ≈ tan(10.85°),即刃口角度为约21.7°
刃宽:3.03 cm(刀根)
2.35 cm(刀尖)
刃厚:7 mm(刀根)
5.5 mm(刀尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
刀根:3.5 mm ÷ 18.5 mm ≈ tan(10.71°),即刃口角度为约21.42°
刀尖:2.75 mm ÷ 14.1 mm ≈ tan(11.04°),即刃口角度为约22.08°
刃宽:2.82 cm(刀根)
2.2 cm(刀尖)
刃厚:8.3 mm(刀根)
7 mm(刀尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
刀根:4.15 mm ÷ 18.4 mm ≈ tan(12.71°),即刃口角度为约25.42°
刀尖:3.5 mm ÷ 13.6 mm ≈ tan(14.43°),即刃口角度为约28.86°
刃宽:3.1 cm(刀根)
2.4 cm(刀尖)
刃厚:7.5 mm(刀根)
6 mm(刀尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
刀根:3.75 mm ÷ 19.5 mm ≈ tan(10.89°),即刃口角度为约21.78°
刀尖:3 mm ÷ 15.6 mm ≈ tan(10.88°),即刃口角度为约21.76°
刃宽:3.35 cm(刀根)
2.55 cm(刀尖)
刃厚:8.4 mm(刀根)
6.5 mm(刀尖)
则可计算其不同部位刃口角度为:
刀根:4.2 mm ÷ 19.7 mm ≈ tan(12.05°),即刃口角度为约24.1°
刀尖:3.25 mm ÷ 15.4 mm ≈ tan(11.91°),即刃口角度为约23.82°
表中上为文中所给之中国剑,下则为对比之日本刀;刃口角度栏按刃根至刃尖递增,且刃口角度以不同颜色表示,考虑到刃根部位使用频率低,刃尖部位使用频率极高,更具实用性,因此刃根刃口使用浅蓝色表示、刃尖刃口使用红色表示,刃中部则用橙色表示。使用红色的刃尖刃口角度亦作为主要对比数据。
可以发现,中国剑(清剑)在刃根部分的刃口角度在30°—20°,但有甚者可以达到40°以上;与上述五把日本刀对比可以发现两者在刃根部的刃口角度整体上并无较大差异。
然而在使用频率更高的刃尖部分,上述几乎所有的中国剑的刃口角度都仅在20°—10°之间,而日本刀在刃尖部分的刃口角度却都在30°—20°之间,与刃根角度的差距不大。可以发现中国剑在刃尖部分的刃口角度相比日本刀更小。
综上所述,可以发现中国剑在刃根与刃尖刃口角度之间的刃角差距较日本刀更大,这意味着中国剑渐薄相比日本刀更甚。而在刃口角度锋利度方面,得益于更好的渐薄,虽然中国剑在刃根处的刃口角度与日本刀并无较大差异,但在刃尖部位,中国剑的刃口角度较日本刀更小。考虑到刃尖部分作为“打击中心区”(Center of Percussion, COP),亦称“物打区”、“三锋”、“撩口”、“刺口”等,是实战中最使用最频繁的部分,因此可以认为,在实战情况下具有更小刃口角度的中国剑的静态物理切割性能是不弱于日本刀,或者换一种说辞,是强于日本刀的。
影响劈砍打击效果的第二个因素,乃是重心与质量分布所决定的动能传递大小。须知在武器的挥砍轨迹是依轴心的不同所大约形成一个圆环,因此在角速度相同的情况下,远离运动轴心的点位线速度越大,即斩击时的剑刃运动速度越快,打击效果越好。而在进行同一动作的斩击过程中,剑身上下各个区域的移动速度也都有一致的分布。因此,如果希望尽可能的增加斩击的动能传递效率,就意味着需要尽量增加剑尖或前部等线速度较快区域的质量分布,这便是“重心”对于刀剑劈砍性能的影响。
简单来说,重心距手愈远,质量分布愈趋近剑尖,就可以更大的发挥刀剑的劈砍力度。
与上文“刃口角度”类似,本文同样选择一些中国剑的重心距离,亦会给出其他刀剑重心距离作为参考,以看待中国剑的劈砍能力。这些中国剑同样将于up先前所整理专栏:一些史实中国剑的形制尺寸数据(长度\重量\重心)整理 中挑选。
全长:82.5 cm
刃长:64.7 cm
重心距离:16.5 cm
重心/刃长:≈0.255
全长:102 cm
刃长:81.5 cm
重心距离:17 cm
重心/刃长:≈0.208
全长:94.8 cm
刃长:77.6 cm
重心距离:20.2 cm
重心/刃长:≈0.26
全长:101.5 cm
刃长:81.3 cm
重心距离:19.5 cm
重心/刃长:≈0.24
全长:84.3 cm
刃长:69.5 cm
重心距离:15.3 cm
重心/刃长:≈0.22
全长:92.7 cm
刃长:76.4 cm
重心距离:18 cm
重心/刃长:≈0.23
全长:95 cm
刃长:78.4 cm
重心距离:19.5 cm
重心/刃长:≈0.248
全长:94.4 cm
刃长:77.8 cm
重心距离:21 cm
重心/刃长:≈0.27
全长:87 cm
刃长:68.3 cm
重心距离:16.8 cm
重心/刃长:≈0.246
全长:108.5 cm
刃长:88.2 cm
重心距离:21 cm
重心/刃长:≈0.238
以上,我们可以整理中国剑的重心数据如下所示:
以上,可以发现就上述所给中国剑而言,其重心距离为距手15—20 cm左右,且通常偏向20cm一侧甚至超过20cm,并且这些中国剑的平均重心距离18.48 cm,且重心/剑刃刃长比在0.2—0.25之间,且通常偏向0.25,综上可以发现中国剑的重心距离是很长的。
当然,为了更加直观且具体地证明中国剑的较长的重心距离,以下up亦会给出其他剑型的重心距离以供对比。
由上图可知,9—12世纪的欧洲单手长剑整体上重心大致在手前在20cm左右,且9世纪—10世纪的欧洲剑重心在20cm以内,而10世纪—12世纪的欧洲剑的重心则偏向20cm以外;但12世纪—14世纪的欧洲剑的重心则更多的开始偏向15cm-10cm左右,直至13世纪—15世纪开始,欧洲的双手长剑整体重心整体上都在此区间。
以9—10世纪的维京长剑为例,此时的欧洲维京长剑重心距离平均数为13—20cm左右,多数主要位于15cm左右,刃长取80cm,则重心/刃长比为0.162—0.25之间,多数为0.187左右。
以10—12世纪的欧洲单手长剑为例,此时的欧洲剑重心距离平均数在15—23cm之间,多数位于16cm与22cm,刃长取82cm,则重心/刃长比为0.183—0.280左右,多数为0.195和0.268左右。
以12—14世纪的欧洲单手长剑为例,此时的欧洲单手长剑的重心距离平均数为10—15cm之间,多数为11cm和13cm,则刃长取85cm,则重心/刃长比为0.117—0.176之间,多数为0.129和0.153左右。
以13—14世纪的欧洲双手长剑为例,此时的欧洲双手长剑的重心距离平均数为9—15cm之间,多数为10cm和13.5cm,则刃长取93cm,则重心/刃长比为0.096—0.161之间,多数为0.107和0.145左右。
而以14世纪—15世纪的欧洲双手长剑为例,此时的欧洲双手长剑的重心距离平均数在5—14.3cm左右,多数位于14cm左右,刃长取为90cm,则重心/刃长比为0.05—0.159左右,多数为0.155左右。
部分日本刀的尺寸与重心数据整理如下:
(1)打刀 摂州住藤原広義
全长:94.6 cm
刃长:69.1 cm
重心距离:14.5 cm
重心/刃长:≈0.209
(2)打刀 美浓寿命作
全长:103.3 cm
刃长:75.6 cm
重心距离:16 cm
重心/刃长:≈0.211
(3)打刀 武蔵太郎安国
全长:100.5 cm(含鞘)
刃长:69.3 cm
重心距离:13.2 cm
重心/刃长:≈0.19
而亦有关于日本刀的理想重心距离如下所示:
此外,据称大多数优秀的日本刀匠都选择13.97 cm的重心距离,用以实现较好的劈砍性能和操作性。
若按打刀的刃长标准二尺三寸三分(约70.6 cm)为例,按重心距离12.7 cm,重心/刃长约为0.18;而重心距离为13.97 cm,则重心/刃长约为0.197。
综上,可见日本刀的重心距离往往在15-10cm之间,且重心/刃长比在0.2左右。这应当是作为日本刀而言较为普遍的数据。
部分施舍尔弯刀的尺寸与重心数据整理如下:
(1)波斯施舍尔弯刀 复制品
全长:93.3 cm
刃长:78.1 cm
重心距离:16.5 cm
重心/刃长:≈0.211
(2)Hank Reinhardt 藏施舍尔弯刀 复制品
全长:90.5 cm
刃长:77 cm
重心距离:21 cm
重心/刃长:≈0.27
(3)土耳其黑水牛角柄施舍尔弯刀
全长:84 cm
刃长:70 cm
重心距离:18 cm
重心/刃长:≈0.257
(4)北印度波斯风镀金铜柄施舍尔弯刀
全长:90.5 cm
刃长:78 cm
重心距离:20.5 cm
重心/刃长:≈0.262
综上,可知就整体而言施舍尔弯刀重心距离在15—20cm之间,而重心/刃长比则达到了0.25左右。如此可见施舍尔弯刀重心亦为一种靠前的劈砍刀剑。
部分军刀的尺寸与重心数据整理如下:
(1)拿破仑 AN XI 轻骑兵佩刀(仿制品)
全长:100 cm
刃长:86.5 cm
重心距离:19.5 cm
重心/刃长:≈0.225
(2)拿破仑法国骠骑兵军刀(仿制品)
全长:100 cm
刃长:84 cm
重心距离:20.3 cm
重心/刃长:≈0.241
(3)英国1796型轻骑兵军刀
1号:Osborn私人购买。质量 975 克,重心距离刀柄 17.5 厘米,刀身长 82.5 厘米,重心/刃比约为0.212。
2号:由 Woolley & Deakin 发行。质量 950 克,重心距离刀柄 19 厘米,刀身长 83 厘米,重心/刃比约为0.229。
3号:Runkell 私人购买。质量 950 克,重心距离刀柄 14.5 厘米,刀身长 81 厘米,重心/刃比约为0.179。
4号:未知的私人购买。质量 830g,重心距离刀柄 16 厘米,刀身长 81.5 厘米,重心/刃比约为0.196。
5号:Osborn和Gunby私人购买。质量 860 克,重心距离刀柄 16.5 厘米,刀身长 78 厘米(曲度更大),重心/刃比约为0.211。
6号:由维多利亚时代的Mole发行。质量 925 克,重心距离刀柄 17 厘米,刀身长 82.5 厘米,重心/刃比约为0.206。
(上述数据出自up环列之尹,文章:1796式骑兵刀有多重?)
整理上述数据可以发现,欧洲的各类军刀重心距离位于15—20 cm左右,而重心/刃长比在0.20左右,其中法式军刀重心距离更远,更偏向20cm,而英式军刀则相对靠后,更偏向于15cm。可见军刀尤其是法式军刀亦是一种较为更适于劈砍的刀剑。
整体来说,中国剑的重心距手侧达15-20cm,尤其是清代长剑,尽管其表面来看更加细长,但实际上其重心相比明代剑甚至往往更远离操作手,重心/刃长则达到0.2—0.25左右,且整体偏向后者。不论是单从数据本身来看,还是与上述其他刀剑的重心对比来看,中国剑的重心距离作为一款长剑而言完全算是相对“靠前”的。
以上,作为一款重心距离操作手部更远、距离剑尖更近的重心靠前的刀剑,中国剑的质量分布显得更突出于剑尖,这种形制除了提高了中国剑占据中线的能力之外,亦为中国剑带来了更适于劈砍的物理性质。
经过了本文的整理分析,可以发现中国剑的剑刃在必要的区域拥有着锋利的刃口角度,并且拥有着相对远离操作手部、相对接近剑尖的重心分布,这些特点都使得中国剑在物理性能上具有着更佳的劈砍切割能力。
这里亦放出一些中国剑试斩视频用以展示,虽然试斩更加考验刀剑使用者本身的技巧技术,但一定程度亦可以看出刀剑的劈砍性能:
总而言之,千万不要被中国剑细长而“柔弱”的造型所迷惑,事实上,她们是一种具有不俗切割、劈砍能力的利刃。
不知何时起,中国剑的存在开始受到诸多谣言阴风肆虐,败其名声,所谓“中国剑不能实战”、“中国剑只能刺不能砍”之言论纵横四方,余虽不能查,但幸可作此文为其正名,望敝文能拂去些许阴风杂尘,抛砖引玉,以正视听。