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揭开武术师劈砖断木的科学真相:只是个简单戏法

  我之前曾看到过这一幕。当你从结构工程学角度理解该问题时,这的确是一个简单戏法。该戏法涉及适当的力量和速度,以及精心挑选的目标材料与几何学。

  这些砖块一般是无钢筋混凝土“肥皂”,或是厚约1英寸、宽8英寸、长16英寸的铺路砖。这些砖块被置于2个远离的支撑物之间,受到的击打部位也尽可能接近死点。来自武术师的打击在砖块上产生弯曲应力。我们从材料科学得知,当受到弯曲应力时,这种厚度的无钢筋混凝土砖块强度很低。可观察到的情况就是,砖块受击打部位的背面出现一道张力裂缝。这条裂缝迅速(对肉眼来说是瞬间)沿着砖块延伸,然后你就看到砖块一分为二。

  快速整理一些数字,我计算出平均需要125至175磅的静摩擦力,就能以这种方式击断一块这类砖块。

  在不考虑任何参照物的情况下,这听起来像是很大的力量,但实际上还赶不上一名运动员的体重。如果他们站到砖块上,砖块可能就会断裂。众所周知,重量级拳击运动员的击打力高达1000磅,而且是在难度更大的水平方向上出拳,而武术师通常打击砖块前会利用跳起来的冲击力。普通武术运动员打断一块混凝土砖块面临的最大挑战是心理上的,如果他们在心理上使出全力击打并在随后付诸实施,就能轻松打碎砖块。

  你或许还会注意到较厚的混凝土砖块被击碎的情况,但其中涉及的从来都不是一块结实的混凝土砖块,而往往是一叠同样厚度的薄砖块。此外,如果你近距离观察,你通常看到武术师在这些砖块之间放置鹅卵石或是其他隔离物。这使得在砖块逐个破裂时力量能够轻松传递下去。因此,打断多块砖只需要比击断一块砖多一点力量。这些砖块就像一连串多米诺骨牌一样断裂,而不是像一块非常厚的砖块那样。击碎一块真正的厚砖块要困难得多,而且即使曾经有人做到,也属于极少数情况。如果给砖块加上一点点钢筋,则完全不可能徒手击断砖块。

  击断木板也是同样手法。这些木板通常是1英寸宽、若干英寸长(实际厚度为0.75英寸)的材料,它们沿着纹路裂开。纹路方向的强度只是纹路垂直方向强度的一小部分。沿着与木纹垂直的方向打断木板就像横着切麦秆一样,而沿着纹路打断木板就像用手在麦秆中间向下滑动将其一分为二。后者相当容易做到,因为木头纤维只是由不牢固的自然胶连在一起。与砖块相似,打破一块木板比打破总厚度一样的一叠木板难多了。

  有时,你会看到有人沿着纹路的垂直方向打断一块较厚的木板。这种情况下,你会看到他们一般用的都是更长的木板,也许有三四英尺长。长度有助于抵消材料的厚度,有利于木板横向断裂。