釣線平衡的觀念

釣線平衡的觀念


想要寫這樣一篇探討關於「釣線平衡」觀念專門文章的念頭，已經在我心裡頭醞釀很久了。這些年來自己實地綁紮過的各式釣組大概也很難數得清楚了，對於各種不同號數的母線與子線之間如何搭配、長度比例如何決定，以及各種可能的組合方式，都在不斷地嘗試錯誤之中累積了許多寶貴的經驗。

以前在學校唸書的時候我曾經主修過跟材料力學方面相關的課程，因此，對於材料本身的特性及力學行為，應該是比一般的釣友多了些專業的理論基礎。每次在釣魚的時候，若面臨到一些可能跟材料本身有關的難題的時候，很自然地我就會拿出在學校所學到的專業知識，試圖來解釋以及解決各種這方面的難題。在這些疑難雜症當中，關於各種不同線徑、材質、長度等的釣線之間如何適當搭配與組合的一類的問題，讓我特別花費了不少精神與時間去思考與研究，在不斷地嘗試著結合實際釣魚的經驗與簡單的材料力學理論的過程中，然後慢慢地摸索整理出一套所謂「釣線平衡」的基本觀念。

其實類似的觀念在很早以前就有釣魚界的前輩提出來過，已經停刊多年的台灣「釣魚人」雜誌曾經刊載一篇關於「釣具平衡」的觀念的文章，文章裡頭廣泛地探討釣竿、釣線以及魚鉤，等等釣魚元件之間該如何適當搭配的問題。

在後面的文章中我將詳細地說明「釣線平衡」的基本觀念，特別針對釣組設計中母線與子線之間該如何合理地搭配，透連式釣組設計的幾項基本原則，以及長短子線的特性與優缺點，諸如此類在實際釣魚的時候常常面臨的基本問題，作一個有系統而且廣泛的說明及解釋。不過，由於為了清楚闡釋各種因素之間的關係，文中採用了一些簡單的材料力學基本理論公式作為輔助說明，為了避免讓文章讀起來太過理論性及枯噪乏味，我將儘可能以最簡單易懂的文字，來取代原本繁雜難懂的力學公式。

首先，先介紹一下材料強度的基本定義。就物理學的原理來說，材料的強度是由單位面積上所承受的應力(Stress)來衡量，亦即S=P/A，其中P是承受的力量大小，A則是承受力量的有效面積。舉例來說，若以自己的食指壓迫在大腿上施加0.1公斤的力量，大多數的人最多只會感覺到大腿肌肉有輕微的壓迫感，除此之外，通常並不會有太多其他的不舒服的感覺。但是倘若你手裡拿的是一根細長的針，以相同0.1公斤大小的力量施加在大腿之上，那麼幾乎可以100%確定的是這根長針將會毫無困難地直接刺入大腿內。為何同樣施加0.1公斤的力量在相同的大腿皮膚上，以自己的手指來施力跟以細長針來施力，竟然會得到截然不同的結果？其實答案就在兩者在大腿皮膚上承受力量的「有效面積」不同。

基本上，相同材質所製造出來的釣線本身的材料強度應該是完全相同的，號數線徑比較大的釣線之所以強度比線徑小的釣線來得高的緣故，乃在於大線徑的釣線具有較大的有效面積，因此可以來承受較大的外力作用，比較能夠禁得起大魚拉扯衝撞的力量。

其次，第二個基本觀念是有關「虛擬彈簧」的概念。從彈性材料力學(Mechanics of Elasticity)的觀點來看，世間萬物都可以視為一具有一定材料特性之彈性物質，以釣魚的釣線為例，一根釣線可以被想像為一個「虛擬」的彈簧元件，該虛擬彈簧元件的彈性係數K可以以下面簡單的力學公式表示：

K=EA/L

其中E是材料的彈性係數，代表材料本身彈性的程度，E越高的材料通常達到破壞臨界點的強度也會越高。若以相同材質的釣線來說，我們可以簡單地假設兩者具有相同的E值。A則是材料的有效斷面積，以釣線為例，A就是釣線切口的斷面積。一般而言，相同材質的釣線號數越大，線徑與斷面積A則會越大。L則是釣線的長度，由上述的公式來看，釣線的長度越長，則釣線的彈性係數K就會越小。簡單地來想像，K值小的釣線就好比較為柔軟的彈簧，反之則為較剛強的彈簧，這也意味著長度較長的釣線具備比較好的伸展性及柔軟度。

從前面簡單的分析與討論中，我們可以先簡約地歸納出以下幾點基本原則：

1. 相同線徑(亦即相同斷面積A)及長度的兩條釣線，其中有較高材料品質(E值高)的釣線，通常具有較好的彈性與強度。

2. 具備相同材料品質與使用長度的兩條釣線，線徑較大的會有較佳的彈性與強度。

3. 具有相同材料品質與線徑規格的兩條釣線，釣線長度較短的具有較高的彈性係數K。

在上述的第三點中論述中，細心且有經驗的釣手一定會抱持著質疑的態度，這是因為在實際的釣魚經驗裡頭，長度較短的釣線通常會比較容易產生斷線，怎麼會說是子線較短的彈性強度K較高呢？關於這一點，則必須在以下面第三個基本觀念來加以詳細說明。

前面所提到的彈性係數K在力學上有一個專業的名稱，稱之為「勁度」(Stiffness)。勁度在力學上應該解釋為「能夠分擔力量的程度」，白話一些來說，K值比較大的亦即勁度大的彈簧，在受力的時候會分配到比較多的力量，反之K值小的亦即勁度柔軟的彈簧，則會分配到比較少的力量。但是，釣線是不是能夠具有足夠的強度來抵抗大魚的猛烈衝擊，並不單單只是由一個簡單的K值所能解釋的。

依照材料力學的理論，釣線是不是能夠抵抗得了大魚的拉扯而不斷裂，還有一個重要的因素是由釣線本身能夠「吸收變形能量的能力」來決定。白話一點來說，當揚竿中魚的情形發生時，釣線會同時受到水中魚兒及釣手持竿的兩股力量拉扯，此時釣線受力而會產生變形的現象。從物理學的觀點來看，材料產生變形的過程其實就是為了將外力所引致的衝擊能量，轉換為材料本身的應變能及摩擦熱能的發散。因此，釣線產生材料應變能的能力越好，則越能夠吸收大魚拉扯時候所引致的衝擊，釣線也因此越不容易被魚兒所扯斷。

釣線所能吸收的應變能量可以以下面的材料力學公式簡單地來表示：

U=P2/2K 也可以表示為：U=P2 L/2EA

其中P是釣線兩端所承受的力量，亦即大魚拉扯時候釣線的受力，由第一個公式來看，承受相同拉力的釣線，K值大的吸收衝擊應變能的能力較差。從第二個觀念的說明來看，則長度L較短的釣線吸收衝擊應變能的能力也較差，因此，這就解釋了為何長度較短的釣線通常較為容易被大魚給扯斷。

簡單地歸納第三個觀念所得到的幾點結論：

1. 釣線吸收衝擊的能力是由釣線本身的應變能容量來決定。

2. 相同材質線徑的釣線，長度較長的釣線吸收應變能的能力會比長度短的釣線為佳。

以實際釣魚的經驗來說明的話，單股尼龍線(monofilament)的材質通常較為柔軟，一般而言，尼龍線因此具備比氟素碳纖線更好的延展性及吸收衝擊的能力。我在河釣大野鯉的場合，大都會採用單股尼龍線作為母線使用，就是因為希望能以單股尼龍線較好的伸展性及柔軟度來減緩大型野鯉上鉤時候巨大的爆發力。實際的使用結果也證明尼龍線的確可以有效地吸收大野鯉上鉤之後猛烈的衝撞，子線較不易被大魚給扯斷。至於第二點結論的部份，則不難以長子線跟短子線實際上的表現來說明。

第四個觀念則是要以物理學上簡單的彈簧串聯系統，來解釋及說明透連式釣組設計的基本原則及觀念。

在釣組設計中常常使用到的透連式搭結方式，基本上就是一種串聯系統。以國中物理學的彈簧串聯系統來說明，若兩個彈簧係數分別為K1及K2的彈簧採串聯方式連接，兩端施加一力量P，

則兩個彈簧的受力均為P，亦即P1=P2=P

彈簧的有效應力則分別為S1=P/A1，S2=P/A2

應變能則為U1=P2/2K1，U2=P2/2K2。

若以長度12呎的釣竿採透連式釣組設計為例來說明，第一種可能的搭配方式假設為不同線徑之間的組合，若採用0.8號母線6呎搭配0.2號子線6呎設計，依照一般的線徑規格，假設0.2號子線線徑為0.074mm，0.8號則為0.148mm，因此兩種線徑斷面積A比例為(0.148/0.074)2=4倍，則兩種有效應力強度S2/S1=A2/A1=4倍。亦即在不考慮到釣組結節強度的損失，以及其他可能影響釣線強度表現的理想狀況之下，0.8號線的標稱強度約為0.2號的4倍左右。

再則因為採用相同長度的搭配設計，因此L1=L2=6呎，假設均採用相同材質釣線(E1=E2)，所以K2/K1=A2/A1=4，應變能則為U2/U1=K1/K2=0.25。0.8號釣線在同樣的力量作用下，其吸收應變能量的強度僅為0.2號的1/4，這樣的結論看起來有點違背常理，事實上0.8號釣線的強度的確是0.2號的至少4倍以上，但是在以1:1的長度搭配之下，其吸收相同力量作用所引致的衝擊效果，0.2號線卻是0.8號的4倍。

事實上在實際釣魚的時候，若假設釣組結節強度不會減損釣線的強度，則上述的這種搭配方式的釣組設計，釣線可能的破壞方式會有兩種；首先第一種可能性是較細的0.2號線在承受超過材料強度的外力而斷裂，這是因為細線能夠承受的有效應力強度遠低於0.8號的結果。第二種可能則是較粗的0.8號線因為承受大魚瞬間快速的拉力，在釣線本身來不及吸收大量衝擊的情況下因而斷裂。

這兩種破壞可能性發生的機率，決定在兩者線徑差異的程度及力量施加的速率。倘若線徑差異的程度越大，則越可能發生第一種的破壞情形。反之，倘若線徑的差異的程度並不明顯，則釣線能否有效地吸收衝擊的能力將會決定是否能夠抵擋大魚拉扯的衝擊。因此，當釣線所必須承受力量的速率越快，則越有可能發生第二種的破壞情形。一般而言，在大多數實際的情況下，還是最有可能發生第一種的破壞情形。即使兩股釣線搭接的組合長度並不是上述1:1的設計，而是採用其他不同長度及線徑搭配的組合模式，其破壞模式卻還是必須遵循上述的兩種基本原則進行。

第二種可能的搭配方式則是以相同線徑來作組合，以上面的例子為例，倘若採用兩股同樣的線徑的釣線作為串聯搭接，長度則分別假設為4呎及8呎，那麼其長度的比例為L2/L1=2，線徑相同所以A2=A1，那麼兩股釣線的虛擬彈簧係數K2/K1=L1/L2=0.5，吸收應變能的能力則為U2/U1=K1/K2=2。

由於兩條釣線線徑相同，則有效應力強度均相同S1=P/A1=S2=P/A2，因此釣線的強度將完全由吸收應變能的能力來決定。在這種情形之下，長度較長的釣線因此比較短的釣線有高達2倍的耐衝擊能力，當大魚來襲的時候，斷裂的情況將極有可能會發生在較短的釣線上。由此可知，透連式釣線之間長度的差異越大，則吸收衝擊的能力差異也就越大。

由此可知，當釣友在以相同線徑的釣線採取串聯方式設計釣組的時候，兩股釣線之間長度差異實不宜過大，否則長度較短的釣線吸收衝擊的能力將會有所不足，導致無法有效發揮釣線應有的強度效率。

儘管如此，在實際的釣魚場合之中往往無法避免長短釣線搭配使用的情形。在傳統的台灣池釣釣組設計中，常常會使用到雙子線雙鉤搭配的設計，以15呎手竿為例，母線的長度通常佔約14呎左右，子線長度則在1呎以下，子線與母線再利用反撚環來連接。從釣線平衡的觀點來看，這樣的設計並不是一個良好的釣組設計，姑且不論其釣法原始的基本精神為何，實際上總是會發生子線斷裂的情形。在日式磯釣的阿波釣組中，單股子線長度通常會超過4公尺以上，這樣細長子線的設計除了符合阿波釣法漂流自然的原始精神，長子線不但具有較為自然、敏感的優點之外，通常也會有比較好的耐大魚衝擊的能力，可以有效地提高採用纖細子線作釣成功的機率。

第五個觀念是關於釣線變形量與作合準確度的問題。通常不管任何一種釣線在承受拉力的時候，或多或少都會有變形伸長的現象發生。以目前三大類主要釣線來說明，單股尼龍線(Monofilament)的伸縮量最顯著，因此吸收衝擊的能力最佳，氟素碳纖線(Floucarbon)其次，但是整體表現最為均衡，編織線系(PE)以Berkely出品的火線(Fire Line)來說，則幾乎無伸縮量可言。

雖然釣線具有延展性會有前述有效吸收衝擊的優點，但是釣線受力延長的現象卻會導致釣手揚竿作合的時候，產生魚鉤無法確實有效地在第一時間就確實著鉤的延滯現象。換句話說釣線的變形量將對魚鉤刺入魚嘴的動作產生緩衝的效果，以至於往往無法深入有效地著鉤。

此外，釣線的伸長變形量也會使得釣手在搏魚的時候無法確實有效地牽引，增加揚竿起魚的難度，這種情形在以手竿釣魚的時候特別嚴重，若是採用甩竿釣則因為有捲線器可以控制餘線長度，因此通常並不會影響到搏魚起魚。事實上，目前磯釣採用的浮水母線大多數都是尼龍線系，具有相當程度的延展性與吸收衝擊的能力，在磯釣蠻橫大物的暴走襲擊之下，這種母線可以有效地減緩竿身及子線所承受的衝擊，減少斷竿斷線的意外發生。

不過，以手竿釣魚的場合，這種伸縮變形量有時候真的會是相當令釣手感到困擾。我目前釣野鯉所使用的單股尼龍母線，是幾年前在美國釣具超市裡頭買到的Shakespeare大口徑漁業用母線，這種母線的品質極佳，但是卻有相當顯著的變形伸縮率，以24呎手竿作釣為例，12磅尼龍母線在與大野鯉搏鬥的時候，其伸長變形量以目測估計，大約有將近5~10公分之間。

由材料力學公式來看這個問題，釣線的變形伸縮量可以以下式來估計：

D=PL/EA

在相同外力P的條件下，釣線的變形伸縮量由釣線長度L及釣線材料性質E及線徑A來決定。因此較短的釣線伸縮變形量少，作合著鉤的效率比較高，因此在要求揚竿作合效率的釣魚競賽場合，釣組的餘線不宜過長的道理便在這裏。至於線徑的問題則較無討論的空間，畢竟在這個專以細線軟竿拼大魚的時代，應該不會有人會為了增加作合效率，而去使用較粗的釣線來設計釣組。

從以上的說明裡頭，我試著將各種釣線組合的基本問題及原理詳細地分析與解釋，並希望透過簡單的物理學及材料力學的理論觀點，來說明釣線的特性及許多問題背後的可能成因。即便是如此，在實際釣魚的場合裡頭，真正會影響到釣組強度的原因還有很多；簡單舉例來說，影響釣組最主要的因素其實是在於釣線結節的效率及殘存強度，這也是為何大多數釣線標示都採用「結節強度」來標示的原因。此外，釣線品質也是一大重要因素，釣線是否因為長時間的使用或是保存不當，因而產生老化及劣化的現象。惡劣釣魚環境例如磯岩釣場的暗礁林立，會在搏魚的過程造成釣線磨損的情況，此外許多海魚的銳利牙齒對於釣線也會產生相當程度的傷害。但是，以上詳細的解釋與說明，應該還是能在一定程度上提供給大家作為在製作釣組的時候的參考。