古装片的射箭动作把物理学家看笑了
本文转载自公众号“把科学带回家”ID：steamforkids在咱们古装片里经常可以看到这一幕 ， 在导演的示意下 ， 蛙哥张弓搭箭 ， 射中了女一号 。
蛙哥这样射是肯定射不到女主的 ， 只能射到液晶显示屏外边 ， 射中女主的另有其人 ， 说好的爱情动作片 ， 实际上是悬疑惊悚片 。 为什么呢 ， 因为蛙哥违反了射箭基本法——弓箭手悖论 。弓箭手悖论是射术里最有意思的现象之一了 。 在射箭的时候 ， 普通人下意识的反应应该是拿箭对准目标 。 但实际上 ， 正常的弓箭手在射箭时箭头所指的延长线并没有经过目标 。 而箭头指向目标的射法 ， 肯定会打偏 。 这就是弓箭手悖论 。
而因为弓箭手悖论的存在 ， 如果用右手大拇指以外的手指拉弦 ， 那么箭必须放在弓的左边——
地中海式拉弦如果是用右手大拇指拉弦 ， 则箭必须放在弓的右边——
蒙古式拉弦所以 ， 弓箭手悖论是怎么回事呢？为什么箭头不能瞄准目标？手指拉弦的讲究又是怎么来的呢？英国史上最强弓箭手 Horace Ford是第一个注意到弓箭手悖论这个现象 ， 并且记录下来的人 。 但是弓箭手悖论直到20世纪40年代才得到解答 。简单来说 ， 在用传统的弓射箭时 ， 要瞄准目标的并不是箭头 ， 而是箭的波节 ， 也就是它射出后左右振动的弦上的不动点 。 这两个波节的连线必须直插目标 ， 否则就无法打中靶心 。
箭在空中飞行时会左右振动 ， 两个不动点为波节 。许多人会感到奇怪 ， 箭不是咻一下笔直射出的吗 ， 怎么会振动呢？啊哈 ， 箭并不是严格的刚体 ， 被射出的时候它会被掰弯 ， 这就直接导致了它的飞行振动模式 。
1938年 ， 被称为科学弓箭术之父的发明家、美国人 Clarence N. Hickman 用了一个4000FPS的相机拍摄了箭在飞行时的画面 ， 搞明白了箭振动的过程 。原来在飞行的时候 ， 箭就像一条蛇 ， 会左摇右摆 ， 一边振动一边前进 。 而开弓后 ， 箭头和箭身会机智地绕过弓把转弯 ， 不会和弓发生摩擦 。
虽然箭会摇头晃脑 ， 但是箭身上有两个点并不会左右晃动 ， 那就是波节 。 更有趣的是 ， 波节的连线直指箭最终的位置 。 换句话说 ， 只要让箭的波节和目标对线 ， 就能射中 。
所以问题的关键就在于如何让箭左右振动 ， 以及如何寻找波节了 。其实 ， 箭飞行时的左右振动是射手手指和弦摩擦的结果 。具体来说 ， 在拉弓的时候 ， 箭并没有扭曲 ， 这种扭曲是手指释放弓弦时的摩擦产生的 。以西方常见的地中海式开弓法为例 ， 这种射法是用右手三根手指拉弦 ， 箭放在弓把左边 。 左撇子的话左手三根手指拉弦 ， 箭放右边 。
地中海式拉弦手法当右撇子射手的手指松开的时候 ， 弦因为手指的摩擦先弹到了左边 ， 使得箭头向目标的右边转动 。
看这张动图就可以很明显看到弦的左右摇摆了——
接着 ， 弦弹回原位 ， 箭头向左偏移 ， 箭发生弯曲 ， 振动产生 。
彻底离开弓之后 ， 箭就沿着两个波节的沿线一扭一扭地前进 。 如果不能让箭出弓时这样左右抖起来 ， 就会射偏 。来自古老东方的蒙古式开弓法相当于地中海式左撇子的开弓法 ， 是上面一套动作的镜像 。
如果是用蒙古式开弓 ， 那么右撇子的射手的箭要放在弓的右边 ， 而且要用右手大拇指拉弦 ， 这样松手后弦才会被弹到右边 。此外 ， 因为一根手指拉弓的关系 ， 拇指很容易被擦破皮 ， 所以我国人民从先秦开始就有手指戴韘的传统 ， 到了清朝这玩儿就叫做扳指 ， 满语叫“憨得憨” ， 用的时候是这样的——
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