“把科學(xué)帶回家” 提供

撰文 七君

在咱們古裝片里經(jīng)?？梢钥吹竭@一幕，在導(dǎo)演的示意下，蛙哥張弓搭箭，射中了女一號。

蛙哥這樣射是肯定射不到女主的，只能射到液晶顯示屏外邊，射中女主的另有其人，說好的愛情動作片，實際上是懸疑驚悚片。為什么呢，因為蛙哥違反了射箭基本法——弓箭手悖論。

弓箭手悖論是射術(shù)里最有意思的現(xiàn)象之一了。在射箭的時候，普通人下意識的反應(yīng)應(yīng)該是拿箭對準(zhǔn)目標(biāo)。但實際上，正常的弓箭手在射箭時箭頭所指的延長線并沒有經(jīng)過目標(biāo)。而箭頭指向目標(biāo)的射法，肯定會打偏。這就是弓箭手悖論。

而因為弓箭手悖論的存在，如果用右手大拇指以外的手指拉弦，那么箭必須放在弓的左邊——

地中海式拉弦

如果是用右手大拇指拉弦，則箭必須放在弓的右邊——

蒙古式拉弦

所以，弓箭手悖論是怎么回事呢？為什么箭頭不能瞄準(zhǔn)目標(biāo)？手指拉弦的講究又是怎么來的呢？

英國史上最強弓箭手 Horace Ford是第一個注意到弓箭手悖論這個現(xiàn)象，并且記錄下來的人。但是弓箭手悖論直到20世紀(jì)40年代才得到解答。

簡單來說，在用傳統(tǒng)的弓射箭時，要瞄準(zhǔn)目標(biāo)的并不是箭頭，而是箭的波節(jié)，也就是它射出后左右振動的弦上的不動點。這兩個波節(jié)的連線必須直插目標(biāo)，否則就無法打中靶心。

箭在空中飛行時會左右振動，兩個不動點為波節(jié)。

許多人會感到奇怪，箭不是咻一下筆直射出的嗎，怎么會振動呢？

啊哈，箭并不是嚴(yán)格的剛體，被射出的時候它會被掰彎，這就直接導(dǎo)致了它的飛行振動模式。

1938年，被稱為科學(xué)弓箭術(shù)之父的發(fā)明家、美國人 Clarence N. Hickman 用了一個4000FPS的相機拍攝了箭在飛行時的畫面，搞明白了箭振動的過程。

原來在飛行的時候，箭就像一條蛇，會左搖右擺，一邊振動一邊前進。而開弓后，箭頭和箭身會機智地繞過弓把轉(zhuǎn)彎，不會和弓發(fā)生摩擦。

雖然箭會搖頭晃腦，但是箭身上有兩個點并不會左右晃動，那就是波節(jié)。更有趣的是，波節(jié)的連線直指箭最終的位置。換句話說，只要讓箭的波節(jié)和目標(biāo)對線，就能射中。

所以問題的關(guān)鍵就在于如何讓箭左右振動，以及如何尋找波節(jié)了。

其實，箭飛行時的左右振動是射手手指和弦摩擦的結(jié)果。

具體來說，在拉弓的時候，箭并沒有扭曲，這種扭曲是手指釋放弓弦時的摩擦產(chǎn)生的。

以西方常見的地中海式開弓法為例，這種射法是用右手三根手指拉弦，箭放在弓把左邊。左撇子的話左手三根手指拉弦，箭放右邊。

地中海式拉弦手法

當(dāng)右撇子射手的手指松開的時候，弦因為手指的摩擦先彈到了左邊，使得箭頭向目標(biāo)的右邊轉(zhuǎn)動。

看這張動圖就可以很明顯看到弦的左右搖擺了——

接著，弦彈回原位，箭頭向左偏移，箭發(fā)生彎曲，振動產(chǎn)生。

徹底離開弓之后，箭就沿著兩個波節(jié)的沿線一扭一扭地前進。如果不能讓箭出弓時這樣左右抖起來，就會射偏。

來自古老東方的蒙古式開弓法相當(dāng)于地中海式左撇子的開弓法，是上面一套動作的鏡像。

如果是用蒙古式開弓，那么右撇子的射手的箭要放在弓的右邊，而且要用右手大拇指拉弦，這樣松手后弦才會被彈到右邊。

此外，因為一根手指拉弓的關(guān)系，拇指很容易被擦破皮，所以我國人民從先秦開始就有手指戴韘的傳統(tǒng)，到了清朝這玩兒就叫做扳指，滿語叫“憨得憨”，用的時候是這樣的——

所以你知道古裝劇里這種東西結(jié)合的pose有多扯了吧。像李逍遙醬這樣右手地中海式拉弓，把箭架右邊還能贏的操作，對大BOSS造成的應(yīng)該不是物理攻擊，而是笑場魔法——

連還沒上映的《花木蘭》也未能幸免——

還有一些開弓姿勢既不屬于蒙古族，也不屬于精靈族，屬于“我不管，我就是要把道具的毛都揪下來”的捏箭式（pinch release），是上古人類和一些原始部落的招式，準(zhǔn)頭很差，比較適用于在游樂場射男朋友頭頂?shù)臍馇颉?/p>

總而言之，手指產(chǎn)生了正確方向的摩擦，才能使箭振動，同時產(chǎn)生瞄準(zhǔn)目標(biāo)的兩個波節(jié)。而在發(fā)射前，預(yù)判這兩個波節(jié)到底在哪里，就要靠射手的技術(shù)和手感了。

從技術(shù)上來說，箭的振動以及波節(jié)的位置取決于箭的質(zhì)量分布和撓度（箭的彈性），以及弓的張弓拉力和拉距。同一把弓，換一根箭射，波節(jié)就會發(fā)生變化。所以即便是老手，隨手抓起一根箭也不能一次射準(zhǔn)。

在古代，箭和弓的匹配主要靠人體智能，到了20世紀(jì)，這就是數(shù)學(xué)的事了。

考古學(xué)家和歷史學(xué)家就靠弓箭的數(shù)學(xué)建模估算古代的冷兵器的量級。說個著名的例子。依靠弓箭數(shù)學(xué)模型，一些人提出，在1415年英法百年戰(zhàn)爭期間使用的60克的箭搭配的是張弓拉力超過450牛頓的弓。

大家平時雖然勤練麒麟臂，但沒有女主可射，因此可能沒有什么概念，實際上現(xiàn)在很少有射手能拉動350牛頓以上的弓，所以直到1982年考古學(xué)家們也不敢相信數(shù)學(xué)模型預(yù)測的真實性。

1982年，一艘在1545年沉沒的戰(zhàn)艦被打撈出水，它就是瑪麗玫瑰號，屬于那個因為結(jié)婚6次、砍了2屆老婆而流芳百世的亨利八世。

殺妻狂魔亨利八世 圖片來源：wikipedia

從這艘戰(zhàn)艦上發(fā)現(xiàn)的139把長弓和超過3000支箭證明，當(dāng)時的弓真的就這么難拉，當(dāng)時的弓箭手就是這么牛叉。

瑪麗玫瑰號博物館（Mary Rose museum）里陳列著16世紀(jì)的箭，它們搭配的是450牛的長弓。

而根據(jù) Hickman 的考證，亨利八世花了很多錢養(yǎng)了一批射手，他們都是年輕貌美強壯的男子，射人幾乎成了他們的本能，這些練就了麒麟臂的猛男拿著很高的軍餉為老大到處實施遠距離攻擊。

不過呢，古代的弓射出的箭因為左右振動而有更大的迎風(fēng)面積，因此會遇到更大的空氣阻力，這是它的一大弱點。

振動的箭有更大的迎風(fēng)面積，受到的空氣阻力更大。

弄明白了箭的物理原理后，Hickman 改良了傳統(tǒng)的弓，發(fā)明了從中間放箭的弓（centre-shot bow）。這類弓射箭時不再有弓箭手悖論，張弓時箭頭直指目標(biāo)。

從中間放箭的centre-shot bow

但是現(xiàn)代的弓箭在射出的時候，箭本身依然會左右振動，導(dǎo)致箭產(chǎn)生偏移。所以現(xiàn)代的弓上裝有箭震吸收器，吸收箭一開始的振動。

她叫周子瑜，不用謝我小雷鋒。

有些劇真的給小朋友造成了很多誤導(dǎo)，比如大家以為男主射了女主然后他倆就快樂地生活在了一起了，但實際上光頭男主后來去開連鎖理發(fā)店了。

司機開車轉(zhuǎn)彎時輪胎怎么轉(zhuǎn)？直覺答案竟然是錯的

明白了口罩的核心材料有多難造，你就知道怎么判斷假口罩了