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文 | 李開周

李開周，專欄作家，著有《武俠物理》、《武俠化學》、《吃一場有趣的宋朝飯局》等書。本文為網(wǎng)易歷史頻道獨家稿件，謝絕轉載。

跟大多數(shù)同齡人一樣，我的少年時代也是金庸先生陪著度過的。

跟大多數(shù)同齡人不一樣的是，我中學時期的物理課也是拿金庸武俠當習題。比如說，我們那時候經(jīng)常計算武林高手的功率。

《射雕英雄傳》里有一位靈智上人，用掌力燒開過一盆水。設那盆水凈重2000克，初始水溫為4度，靈智上人燒水的時間為600秒（一炷香左右）。將4度的2000克水加熱到100度，至少需要192000卡的能量，換算成焦耳，是806400焦耳。將806400焦耳除以靈智上人做功的時間600秒，就可以求出他用掌力燒水時的功率：1344瓦。跟一個小功率的電熱壺差不多。

《倚天屠龍記》中張無忌的父親張翠山輕功一流，使出武當絕學“梯云縱”，一下子可以躥到兩丈高。設張翠山體重為60千克，受到的重力為600牛頓，以梯云縱功夫完成上躥的時間是1秒，我們也能求出他的功率：先用600牛頓乘以上躥高度6米（兩丈），得到他克服重力所做的功，再除以做功時間1秒，即可算出他的功率是3600瓦，相當于一個普通的電磁爐。

當然也可以換一種方法來計算張翠山在上躥過程中所做的功，例如使用動能定理——力在作用過程中對物體所做的功等于這個過程中的動能變化量。

張翠山起跳時的動能為初動能，等于他的質量乘以速度的平方再乘以二分之一；他達到6米高度時的動能為末動能，這個末動能是零。用末動能減去初動能，就是張翠山在上躥過程中所做的功。已知末動能為零，現(xiàn)在只需要求出初動能。他的質量已知（60千克），那么只需要求出起跳速度。但是我們不知道張翠山上升過程中的加速度是多少，所以無法倒推出他的起跳速度，進而也就無法知道他的初動能。所以呢，單憑動能定理并不能算出他做的功。

如果再加上機械能守恒定律，那就簡單多了：在空氣阻力可以忽略不計的情況下，張翠山只受重力和彈力（起跳時的驅動力就是彈力）的影響，他的初動能與他達到6米高度時的重力勢能完全相等。已知他在6米高度的重力勢能等于重力600牛頓乘以高度6米，即3600焦耳，所以他的初動能也是3600焦耳，在上升過程中的動能變化量也是3600焦耳。

動能變化量就是張翠山所做的功，用這個功除以做功時間1秒，最終得到他的功率：3600瓦。

《倚天屠龍記》中還有一位“吸血蝙蝠”韋一笑，他的武功比張翠山要高，功率應該也比張翠山大。

作為金庸筆下輕功最強的高手，韋一笑瞬息之間可以奔出百米之遠。設他完成百米沖刺的“瞬息之間”為1秒，在如此驚人的高速運動中一定會受到超出重力好幾倍的空氣阻力，故此可以假定他在運動中需要克服2000牛頓的阻力。

我們先求他奔出百米所做的功：拿100米乘以2000牛頓，結果是200000焦耳。然后再求出他的功率：拿200000焦耳除以1秒，結果是200千瓦。200千瓦換算成公制馬力為272匹，這個功率是非常大的，可與一輛普通跑車相媲美。

馬力為兩百多匹的普通跑車，極限速度也只有每秒幾十米，并不能像韋一笑那樣快到每秒百米，這又是為什么呢？因為功率是表明做功快慢的物理量，不是表明速度快慢的物理量。要知道，影響一輛汽車極限速度的因素除了功率，還有風阻和車身重量。功率相同的兩部車，一部車重3噸，一部重1噸，哪部車跑得快，那不是明擺著的嘛！

蓮花汽車的創(chuàng)始人Colin Chapman有一句名言：“與其增加10匹馬力，不如減少10公斤?！表f一笑韋蝠王長得跟瘦猴似的，體重還沒有跑車的零頭大，功率卻能與跑車相當，肯定比跑車跑得快了。

靈智上人燒水的功率相當于電熱壺，張翠山上躥的功率相當于電磁爐，韋一笑百米沖刺的概率相當于一輛跑車，那么是不是可以說，韋一笑的功率一定最大，靈智上人的功率一定最小呢？

為了分析這個問題，我們不妨再引入兩個物理量：額定功率和最大功率。

跟功率一樣，額定功率和最大功率的國際單位也是瓦。額定功率指的是一個設備在正常指標下可以長期穩(wěn)定工作的最大功率，而最大功率則是這個設備在所有相關指標都達到最佳條件時有可能達到的極限功率。

每輛汽車的副駕車門下方或者發(fā)動機艙的內壁都有一個銘牌，標記著這輛車的品牌、型號、排量、出廠日期以及額定功率。如果額定功率欄寫著“100KW”，意思就是說這輛車正常行駛時最多可以輸出100千瓦的功率。平常你在市區(qū)范圍內駕駛這輛車，油門不會踩到底，實際功率比額定功率小。假如你不怕死，在高速公路上拼命超車，實際功率有可能會比額定功率大。當實際功率越來越大，越來越大，車身像犯了羊羔瘋一樣狂抖，發(fā)動機像沖進地獄一樣狂吼，一股股黑煙從排氣管里躥出來時，這輛車就會達到最大功率。如果你堅持以最大功率開車，一般堅持不到十分鐘，車就會被你毀掉。

武俠小說里描寫高手出招，有時候會說他們使出了幾成功力，如三成功力、五成功力、八成功力、十成功力甚至十二成功力等等。這里的“功力”其實與物理世界的功率相當，我們可以將八到十成的功力看成是額定功率，將十成以上的功力看成是最大功率。

我們在生活中也會說一些較為形象的表述，例如“正常發(fā)揮”、“把吃奶的力氣都使了出來”、“我已用盡洪荒之力”之類。其中“正常發(fā)揮”就是額定功率，“洪荒之力”、“吃奶的力氣”和“洪荒之力”就是最大功率。

靈智上人用掌力燒水，氣不長出，面不改色，尚未輸出額定功率。韋一笑瞬息之間沖刺百米，那是他施展輕功的巔峰狀態(tài)，差不多已經(jīng)輸出了額定功率。張翠山“右腳在山壁一撐，一借力又縱起兩丈”，卻是他在跟謝遜比武時做到的，一旦比輸就要被殺，正如金庸原文中所寫的：“此時面臨生死存亡的關頭，如何敢有絲毫大意？”故此可以將他輸出的功率視為最大功率。換句話說，他平常是沒有這么牛的，這一回能上躥兩丈來高，下一回未必做得到。

汽車功率受限于發(fā)動機的各項參數(shù)，武林人物的功率也受限于他們各人的稟賦和內力。內力達不到，硬要以最大功率來擊傷對手，自己也會反受其害?！兑刑焱例堄洝分小敖鹈{王”謝遜和崆峒派高手的內功火候尚有不足，偏要去練威力巨大的七傷拳，久而久之，心脈受損，就是因為額定功率不夠用，長期輸出最大功率的緣故。

張無忌曾經(jīng)對崆峒派高手做過一些科普工作：“七傷拳自是神妙精奧的絕技，我不是說七傷拳無用，而是說內功修為倘若不到，那便練之無用。若非內功練到氣走諸穴、收發(fā)自如的境界，萬萬不可練這七傷拳。”但是崆峒派高手沒學過物理學，聽不進他的道理。

溫瑞安小說《群龍之首》描寫過有橋集團的總裁助理米蒼穹以打狗棒偷襲天下第一高手關七的場面：

他一出手，就把手中的打狗棒疾刺而出，刺向關七的背心第七根脊椎骨。

他知道關七有點癡，一個有些癡的人，第五、第七根脊骨一定有點問題。

他就往那兒戳去。

畫龍須點睛，擒賊先擒王，如今他要打殺一個人，就要往他的致命傷、要害和罩門攻去！

他這一棍刺出，嗤的一聲，也無甚特別。但他的杖尖這才揚起，他的右鼻已激淌下一行鼻血。

這一招，他是乍然運聚了莫大的元氣和內勁。

米蒼穹以最大功率攻擊了一次，就這么一次而已，他自己的鼻血就流出來了。打個不恰當?shù)谋确?，米蒼穹“乍然運聚了莫大的元氣和內功”的這一招，從側面證明了讓發(fā)動機超負荷運轉的危害有多大。

按照功率和功的計算公式，功率等于功除以做功時間，而功則等于作用力乘以位移，位移除以做功時間就是速度，所以功率等于作用力與速度的乘積。將這個推導出來的關系式放在汽車發(fā)動機的領域來表述，發(fā)動機功率等于汽車牽引力與行駛速度的乘積。

那么好，發(fā)動機的額定功率是固定的，只要想增大牽引力，那就要降低速度。所以我們平常開車爬陡坡或者長坡的時候，一定要及時把檔位降下來，降低發(fā)動機的轉速，以此來提升汽車的動力。如其不然，發(fā)動機只能被迫超出額定功率運轉，好比一個高手被迫將內力發(fā)揮到極限，最終會讓自身受到傷害。

與溫瑞安筆下的米蒼穹相比，金庸筆下的張無忌更懂得運用物理定律。

《倚天屠龍記》第二十回，張無忌練成乾坤大挪移，走到一座原先無論如何用力都推不開的石門前面，用右手按在石門上，微微晃動，緩緩用力，那座石門被他緩緩打開了。

大家一定要注意“緩緩”這兩個字。眾所周知，乾坤大挪移只是教人“運勁用力的一項極巧妙法門”，并不能提升內力。所以呢，張無忌的額定功率沒有增加，為了推開石門，他“緩緩”用力，說明他掌握了通過降低速度來提升牽引力的物理知識。

編輯 | 安梁

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