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换个眼光看转笔! R4 p) j7 h, K6 B
摘要
; N3 U+ W9 y. L. o关于转笔，我略有研究。我以力学分析了，专业转笔者的专业笔的力学特点。然后，大致分析了几种招式的力学原理。然后提出了“美妙的转笔不是物理力学的功劳，而是努力的结晶”论点。(这不是一篇好论文,因为里面有我个人感情色彩)
! ~& w" J( T% G/ W1 I3 L2 L关键字：& P0 W i1 |4 \0 Z
转笔 改笔 招式 力学原理
# d V* X6 Q l s i: x引言：
; [; V- Y6 t) i( F8 g' L) i' f& x" h转笔是在教师学生环境中最常见的现象。它在世界各国学生接受义务教育的学生大环境中萌生。因为被迫承受着应试教育的压力，学生们不得不手拿笔眼盯纸，一遍又一遍地进行着枯燥的演算。而学生自然懂得自我解压。有的学生在拿着笔冥思苦想仍不得解的时候，就会不由自主地舞动起手中的笔。笔在指尖飞舞，作业就不在单调乏味；笔在手中旋转，笔的灵魂也在此刻释放，不再压抑。大环境里，转笔的人多了，派生出来的各种招式也多了。当笔的结构已经妨碍到转笔招式的发展的时候，狂热的学生们就开始改笔。笔的结构越是优化，再次派生出来的招式也就越多了。% Q* ~6 q! ^+ i( ]- F: N- I6 @
但是如果没有良好的物理知识作为背景，作为支撑，转笔也根本不会发展，不会壮大。其实，其中蕴含着许许多多的物理知识。在此时此刻，我就想用物理力学知识来解释转笔，并且为转笔者平反。2 g4 f: G i+ i% |0 t1 U! _5 J
转笔者往往被当成是坏学生，好好的知识不去钻研，来研究这些旁门左道。我想说的是：每个人都有选择自己兴趣的权利，为何我们对转笔的兴趣就要受人鄙视呢？这里面的艰辛，这里面的坚持，这里面的孤独又有几人知晓？. v. n6 ^- A0 u+ X* C
这些且不说了。我想，大概，还有许多人没听说过，没见过真正专研转笔的人吧？当今，世界范围内，已经有几十万人在狂热于转笔了。并且，在网络时代这个信息共享时代。他们已经纷纷在网上汇聚交流，纷纷上传自己创造的招式。很快，这些招式被统一被命名被拓展。单一的招式（trick）目前世界上的已经不下一两百个了。但是，高手往往是能自然地把这些单一招式（trick）连结成为一套组合招式（combo）。多的且不说。先看一部转笔组合宣传片吧。看了你也许就会惊叹了，笔还能这样转的！！！
[" z: ^ d4 Z- Y3 ?' S如转笔者之家宣传片三（（http://www.tudou.com/programs/view/INSwtVFpqos/））" |4 X3 i5 V) O
为什么能这样神奇？这些首当其冲地应当归功于我们的物理，我们的力学知识。这些缥缈的招式，无一不符合力学运动规律。然后得归功于我们的大脑，大脑皮层有那么大一片区域用来支配人手，这就使得我们的手拥有无限的潜能。但如果要你立即去分析：这支笔每个时候的受力情况运动状态，这美妙的手的施力状况及移位情况，就不是那么容易的。) W! x. ^% y* j5 p; W+ L7 f0 [
那么，我们得先从转笔的基础讲起。, ^" O8 g- G+ i$ g3 D" Q6 e
工作内容：
: V* t5 G& t: @6 R4 E$ s以力学看改笔
; v; ?& L# R4 X* j8 }不知道你有没有注意到，刚才看到的短片中，各个转笔者手中的笔非同一般，五花八门什么颜色都有。但是这并不是关键，颜色仅仅是为了他们手中的笔旋转起来更加好看，更有个性一些而已。真正的关键在于——笔的构造。% G' ?+ ?$ _0 {
如2图 - @. A) R7 X% @! r
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% z9 ^/ d4 X) {; w1 t# b
可以看出，这样的转笔狂热者手中的笔有别于普通笔。无论是从形状还是材料。3 k, g) l% C4 f# b
先说结构。
4 `6 [/ I2 l" Z, }' M首先，它一般说来是棍子笔，两头粗中间细。因此，可以形成两头重中间轻的质量分布状况。这一点实际跟物理中的转动惯量有关。我们知道转动惯量是 。如果这支棍子笔能够看作是一根细棒，那么他的转动惯量应当为 （姑且近似地认定：笔的转轴中心在笔杆子中点并垂直于笔杆）。但实际不能，因为我们有意地在两头加了两个盖子并且套上了胶来加重。这使得它质量分布不那么均匀，更加地靠向两头，使得许多 更大。这样使得实际转动惯量大于 这个值。有的人为了追求更大的转动惯量，甚至在笔的两头用玻璃胶黏上了铁嘴。铁嘴本不重，但黏在两头，对转动惯量的改变却是巨大的。（如3图） 9 o, p, d/ l3 s$ f1 E( X# T' D
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8 K& j, O+ A+ z( V4 L" q. \并且，从这个公式里，我们也看出，即使m相同，只要l越大，转动惯量就越大。所以，为什么改出来的笔都比普通笔长也就容易解释了。（如4图）
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& p# p' T( `* Z; D. W1 r! Z4 o' [ A' N! J8 }
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再说材料。
' K- I/ K) M5 _6 @& N$ I5 {5 e" S在转笔的过程中，笔的杆子是与我们的手接触最多的。
8 V2 f8 Y8 j1 [9 ?# C+ c1 a! W所以，一支笔的手感的关键就在于其杆子的选用。就大多数转笔爱好者来说，全磨砂的笔杆是他们的首选。以力学的角度来看，很明显是因为对其最大静摩擦力和滑动摩擦力的要求。因为，在大多数情况下，转笔已经不再是单调的指间传递（fingerpass（http://www.tudou.com/programs/view/A6R5gHAVjVA/））。他们需要恰当的静摩擦系数与滑动摩擦系数。我个人感觉来说，磨砂杆子的摩擦方面的物理特性就是——最大静摩擦力与滑动摩擦力之间的差别，较一般的塑料杆子要小一些。这样才比较容易控制施力，实现定点与移位的转换（cont back，如6视频。（有慢动作版：http://www.tudou.com/programs/view/OQZCM-P93ho/） （牛逼版cont*266http://www.tudou.com/programs/view/6W1g6rwg89Y/））。才不至于由静摩擦转为滑动摩擦时笔直接脱离手的控制。
* b2 X9 P( W( B在高手进阶中， 必然会学到一些抓住一头笔使之高速旋转的招式（infinity（http://www.tudou.com/programs/view/PYjCsiw3siY/））。而在这种高速旋转下，必然需要更大的向心力的支撑。而这向心力恰恰就是由我们手抓住笔的一头时的静摩擦力提供的。但是如果要细致的看，你就会发现，在手夹住笔头的局部还是有旋转滑动的。这样的苛刻要求，普通笔头是达不到的。所以，笔的两头加了两个盖子还是不够的，还需要这个能量胶。它适当的沟壑，较大的摩擦系数，使之旋转容易，且容易被两个手指较好地控制。所以说，笔胶是一支新改的笔的灵魂，它不单起着增大转动惯量的作用，还用于增大两头的摩擦系数。
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5 h- X* ~# d- K9 _* p& v* T# h* N3 Y改笔中，还有inset 和 outset之类的改动就仅仅是为了美观了。但是，过程中蕴含物理知识的还有——在套胶的时候，往往是小口的胶套到大的笔盖上去，有一个小技巧，就是在套胶之前，先把胶在较烫的热水中泡一下，然后再套比较容易。这个，很容易解释，因为热水使之热胀冷缩，变大了，还因为有水附在上面，所以摩擦系数变小了，这两者都使得套胶更容易了。
1 N2 _; t# l0 v" q E高端人群改笔中，还有人改出来，发光笔。这样的笔是利用旋转产生的不稳定离心运动，使在两头的线圈切割磁感线发电而使发光二极管发光的。看起来很神奇，实际原理也不过如此嘛。都是，我们所学过的物理力学知识。
: p! ^- D, z" X/ q7 T i3 B$ `3 ~5 m; d8 [3 V
那么，我们接下来继续运用力学来对具体一个一个的招式进行分析。
`$ W g/ f0 U以力学看招式
% u0 X8 G$ r# a" Y) v１． thumbaround（：（http://www.tudou.com/programs/view/UFL1KCIdYdo/））。这是一个大多数学生老师都会的招式。看似简单，其实也不简单。这里面发力也蕴含了深刻的力学知识。如果细细观察，会有一个蓄势招式，这是为了让中指发出更大的力，并且增加力的作用时间。根据角动量定理 ，在力臂和转动惯量不变的情况下，这两者之积越大，其作用使笔有更大的角速度。还有，我们发现，大拇指最开始接触的是上头，但是旋转过后，已经靠近下头，这其中，存在手与笔杆的挤压，存在微弱的静摩擦力使之产生无相对滑动的旋转，类似于滚动。所以，要学习这个招式，的要领也就在这里了。
) w8 X( c1 P" J- n h$ ~7 P) |２． sonic（（http://www.tudou.com/programs/view/pMU8tWoTqSY/））。这个招式会的人也比较多。这里运用了杠杆原理，仔细观察可以发现。笔的大部分在支点手指外侧，这意味着重力可以与另一个手指一起使之平衡。然而，这个招式就是移开这个手指，用更上面一个替换它，并收回手指替换支点手指，达到笔由下往上移动一格的目的。这就是这个招式的实质，这里重力产生的力矩是驱动这个招式完成的关键。（当然，练熟了可以直接分割神经，用间隔开的手指直接把笔夹上去。）1 @7 `' ]- M$ Z( X( f; D( F
３． Charge与（http://www.tudou.com/programs/view/Ml2lgcjUGS0/）与charge reverse（http://www.tudou.com/programs/view/b5B5dzgeo7w/））这两个招式很简单，但是要同时学会却很难。因为，要让笔在两个手指间旋转不同顺时针和逆时针。在招式上，分别似乎就是，以微小的幅度摆动上面一个手指和下面一个手指的区别。要以力学来分析每一个时刻笔的受力情况，发现，动下面和动上面的手指其实是相对的。这样来解释，上面和下面手指谁在动的问题是无法解释的。因为，这对于笔的效果是相同的。但是，事实却有不同的转动效果，这是为什么呢？有待求证。不过我有一个猜想，原因在于接触面的微小差别。这两个方向的转动如果相对下面的手指来说，接触面实际是在移动的，每一个周期划一个小圆。同理，对于上面。为了要让它在画圆的顺逆状况相反，上下的手机移动方式要刚好相反。也许恰好，让其顺时针转动的移动效果恰好像是，下面手指在动，而上面不动。所以，逆时针招式做起来的视觉效果就是上面手指在动，下面没动。
9 Y1 n {% W0 N: n3 |４． Back around（（http://www.tudou.com/programs/view/AopcIQDndIQ/））这个招式就有难度了。这里从名字上都能看出，这个招式是没有助推招式的。没有手指对它施力，那么它又是如何旋转起来的呢？这个诀窍就在于重力力矩和滚动中的静摩擦力了。食指与中指之间的罅隙留给了笔运动的空间。跟sonic一样，重力力矩使之旋转。然而，静摩擦力保证它不从指间滑落。然而，如果手一动不动的话，这个招式仍是无法完成的。所以，不单要笔旋转，还需要手进行着翻腕的招式，以保证笔的旋转在水平面上，最后收手，笔靠惯性又回到手中。这个招式牵涉到多个因素，要让其相互协调才能保证这个招式的完成。所以，物理只能说明他从理论上可以完成，但这并不代表，你物理好，所以你能完成。
2 @ o) a9 D& Z1 j2 d# a' p2 i+ F8 l５． Bak fall （（http://www.tudou.com/programs/view/aH90jUwVBaM/））这个招式，基本被称为新手进阶中手的重要标志。其难度可见一斑。实际，这个招式就是4号招式，在每两个在一起的手指之间完成一次的连续组合（combo）。在这个招式是一个很奇妙的组合。如果不是学过或者仔细分析过，不然决不可能想到这样的招式时可以完成的。仔细分析发现，它跟上一个招式同理，但是也有它独特的地方，那就是——高密度的衔接。由于静摩擦力，也是利用好了静摩擦力，才会出现这样的效果。每一次backaround（反向绕指旋转）完成之后，有一个自然地传递（pass）在那里，然后忽略掉上一个手指，这就是一个循环节了，静摩擦力使笔调了个头，长短仍旧复合4号招式的要求。就此往复。但是又由于高密度的衔接，翻腕的招式不再明显。只能靠手主动的移位来满足笔绕手指的要求。
% }2 H) j: T4 H- a9 h$ d６． Cont bac（（牛逼版cont*266http://www.tudou.com/programs/view/6W1g6rwg89Y/）））这个招式能够连续做的次数俨然已经成为评判一个高手水平的重要标准了。这个招式已然不能满足4号和5号招式常规要求了，因为这里有高手勤学苦练才能把握的滑动摩擦运动。恰当的滑动移位是极其难控制的。比起5号招式，把其pass的动作改为了滑动移位。说着容易，做着难啊。这个动作，我练了2个月，仍旧只能连续做2~3个而已。5 Y3 y6 P. R [ `; \1 j
７． 个人组合招式（combo：）。这些就是所有的基础动作的衔接态。我们从物理运动态仍能够解释其运动，但是一时间往往无法做到这些招式了。/ J; l" w0 _* f0 F6 j6 C
以哲学看转笔% W6 l. }! P0 O, Q$ e. \
从许多力学分析中，我们看出：许多东西是有办法解释，却难以做到的……. j8 n$ z3 g& h* E5 v% Q: h
每个人都有着自己个人的追求，有的人就是乐衷于转笔。
& F6 t* w; H* V* z0 R6 M一次偶然创造的新招式会让他们欣喜若狂；" ]- Q$ W; j/ m' G# z' u/ O
一个练了很久终于做到的combo会让他们怡然自得。
' f1 ^9 T) X* F! D. [许多人眼中的不解让他们很无奈；" H6 }$ e; u0 C; ]* {
自己的努力，他们看不到；
3 O9 v! W3 |, w" `) {自己的坚持，他们觉得是在浪费时间；
" \- d8 @1 c# V. ^/ k* {1 C: p* f* A自己的成功，他们只觉得是跳梁小丑一般。+ N- d4 V1 U2 G4 X
以哲学之思中看转笔，我看到了那是一种勇敢的探索；
7 m1 D! }* D6 T( V9 s以哲学之思中看转笔，我看到了那是一种创新的运用；: e' Y! ?* P$ v6 }
以哲学之思中看转笔，我看到了那是一种难得的坚持；
c: H( n& w$ M( [以哲学之思中看转笔，我看到了那是一种笔上的艺术。7 [7 j2 J. w9 t5 }, c) @" o
结论：
E4 I* A& T- a: k; z 力学能够解释转笔，但不代表你力学好就会转笔。这里面不可缺少的还是那亘古不变的话题——坚持。
% V: r+ H) @$ p3 }* G2 h5 k2 M$ I 8 s3 ?0 L* C7 L5 y
参考文献：
8 m. H0 }; Q& k' q7 o& r' U转笔资料来自：转笔者之家：ｗｗｗ．ｐｓｅｒｈｏｍｅ．ｃｏｍ
) C* f( e0 N' a, ?! h9 ~3 _5 c视频来自：土豆网：ｗｗｗ．tudou．ｃｏｍ 、 自己拍摄
6 ~8 c+ {1 w f! X( S声明：
n4 ]+ H" w7 C( K. A" ]; F1．这是我大一上学期的 物理（力学） 的论文。 虽然，文笔拙劣，最后这篇论文还是得了98分的高分（100满分）。/ R5 `$ ~- h M) C% k* \
2．不知道附带，视频文件，是否合格。给老师，自然要给视频，不然他都不知道我说的是什么。
, x& G6 [ P1 Z* F3 D3.这边我不知道合不合格。无论如何，我发过来了，表示对活动的支持。
3 b9 F8 a+ o% o! Z2010年1月3日 4 r1 s. _" e9 g0 u, U
Nuker_L |
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发表于 2010-7-15 23:50:57
( }+ d: H: Z4 v1 h& Q, z- B( u
3 f6 M, b; }9 g9 L/ |5 `
, D" u" b7 y8 ?+ e1 F" J9 n
发表于 2010-7-15 23:55:21
发表于 2010-7-16 05:16:24
物理帝大亮
物理帝 转笔的震兴全靠你这篇论文了