空手道的物理

空手道徒手打破實心的木頭或混凝土要怎麼樣才不會受傷?訣竅是什麼?

 

  1970年代末,一群熱愛空手道的物理學家受到武術啟發決定進行一項實驗。這個團隊由物理學家麥克‧菲爾德(Michael Feld)籌組,他是空手道棕帶,喜歡在麻省理工學院課堂上現場展示空手道的物理原理;日後的太空人羅納德‧麥克內爾(Ronald McNair),空手道黑帶五段;以及大學生史蒂芬‧威爾克(Stephen Wilk)。

 

  菲爾德、麥克內爾和威爾克在1979年的論文開頭寫道:「我們都很熟悉空手道大師徒手打破堅硬的木板與混凝土的畫面。」他們好奇:徒手打破實心的木頭或混凝土要怎麼樣才不會受傷?訣竅是什麼?結果證明,其實沒有特殊技巧──空手道攻擊只不過是完美應用了牛頓定律。

 

1984年的經典好萊塢青少年動作片《小子難纏》中,師父為了救人施展打碎磚頭的技術。

 

  菲爾德、麥克內爾和威爾克把木頭和混凝土放進液壓機,確定讓物體底部裂開所需的應力大小。一塊木板在斷裂前能彎曲約1公分,需要500牛頓的力。混凝土只需要彎曲一公釐就會斷裂,但由於混凝土不像木頭容易彎曲,因此需要2500至3000牛頓的力。此外,因為在碰撞過程中還會流失一些能量,所以拳頭需要施加比原本更大的力量才能打破木頭或混凝土。

 

  人類的手能在短時間內產生非常大的力量,一次普通的撞擊只持續約5毫秒左右。透過把理論和實驗結合,研究團隊發現在短暫的時間之內,「練過空手道的手可以……施加超過3000牛頓的力,相當於675磅的衝擊力」。研究團隊的模型表明,手必須達到每秒6.1公尺的速度才能擊破木頭,混凝土則需要每秒10.6公尺的速度才能擊破,他們寫道:「這樣的速度與我們的觀察相符,初學者能擊破木頭,但無法擊破混凝土。」每秒6.1公尺的手速在初學者的能力範圍內,但每秒10.6公尺的手速則需要經過訓練和練習。

 

「這種對精準度的要求……讓空手道不僅是一種優秀的身體訓練,也是一種精神上的訓練。」

 

  菲爾德和麥克內爾在研究過程中展現了自己的空手道技術,兩人都是用每秒120幀的速度擊破木板。這讓他們能夠測量拳頭不同部位的位移、速度與加速度。這些實驗照片顯示,拳頭的壓縮和扭曲「達到一種幾乎不像固體的程度」。

 

  後續問題是:手是如何不被如此強大的力量反噬?解剖學可以解答這一切:人的骨頭比混凝土還要堅硬5倍,讓手骨折的難度則是混凝土的50倍(想要成功用空手道劈斷骨頭,需要2.5萬牛頓以上的力),手的骨頭很容易吸收衝擊力帶來的壓力。當然,真正的力量源自於技巧,而不是蠻力,要擊破物體就必須擊中目標的正中央,所以需要經過充足的訓練,他們寫道:「這種對精準度的要求……讓空手道不僅是一種優秀的身體訓練,也是一種精神上的訓練。」

 

 

原文出處:Jstor

 

既然您在這裡… 您知道MPlus這些年來一直都是非營利網站嗎?我們秉持「思想自由」與「價值共享」的信念,希望打造一個不受商業操控、專注在讀者身上的平台。如果您也認同我們正在努力呈現的觀點,請您點擊以下的贊助連結。只要新台幣50元,您就可以支持我們,而且只需要您一分鐘的時間: