Ξύλινες σανίδες, τούβλα, ακόμα και τσιμεντόλιθοι: Όλα μπορεί να τα συνθλίψει το ανθρώπινο χέρι. Μέχρι να το δεις να γίνεται, φυσικά, ίσως να σκέφτεσαι ότι η εικόνα ενός αθλητή πολεμικών τεχνών που σπάει πλάκες τσιμέντου με γυμνά χέρια αποτελεί μαγικό τρικ, μία οφθαλμαπάτη ή – ακόμα χειρότερα – κάποιο κόλπο που στόχο έχει να εξαπατήσει τον θεατή.

Ωστόσο, το ανθρώπινο σώμα είναι φτιαγμένο για να υπερβαίνει τα όρια και έχει τη δύναμη να σπάει ακόμη και τσιμεντένιους όγκους, με μία τριάδα φυσικών επιστημόνων να έχει εδώ και σχεδόν μισό αιώνα εξηγήσει πώς δεν συνθλίβονται τα κόκαλά μας.

Το πείραμα των τριών

Στα τέλη της δεκαετίας του 1970, μια ομάδα φυσικών που αγαπούσαν το καράτε αποφάσισαν να εκτελέσουν ένα πείραμα εμπνευσμένο από το πάθος τους για τις πολεμικές τέχνες. Την ομάδα αποτελούσαν ο Michael Feld, ένας φυσικός που είχε μαύρη ζώνη και του άρεσε να εξηγεί τους φυσικούς νόμους πίσω από το καράτε στους φοιτητές του στο Πανεπιστήμιο της Μασαχουσέτης όπου δίδασκε, ο Ronald McNair, μελλοντικός αστροναύτης – επίσης κάτοχος μαύρης ζώνης – και ο προπτυχιακός φοιτητής Stephen Wilk.

«Η εικόνα ενός καρατέκα που σπάει με το γυμνό του χέρι στιβαρές πλάκες ξύλου και σκυροδέματος είναι γνωστή», αρχίζει η εργασία των Feld, McNair και Wilk του 1979. Η τριάδα όμως ήθελε να απαντήσει στο ερώτημα «Πώς μπορεί ένα γυμνό χέρι να γκρεμίσει έναν συμπαγή όγκο ξύλου ή σκυροδέματος χωρίς να τραυματιστεί;»

Μία ακριβής εφαρμογή των νόμων του Νεύτωνα

Όπως αποδείχθηκε, δεν υπάρχει κανένα κόλπο: Το τέλειο χτύπημα καράτε δεν είναι τίποτα περισσότερο από μία ακριβή εφαρμογή των νόμων του Νεύτωνα.

Αρχικά, οι Feld, McNair και Wilk τοποθέτησαν ξύλο και σκυρόδεμα σε μια υδραυλική πρέσα για να προσδιορίσουν το μέγεθος της πίεσης (δύναμης) που απαιτείται για να ραγίσει η κάτω πλευρά των αντικειμένων. Μια ξύλινη σανίδα μπορεί να λυγίσει κατά περίπου ένα εκατοστό πριν σπάσει, κάτι που απαιτεί δύναμη 500 Newton.

Οι τσιμεντόλιθοι μπορούν να λυγίσουν μόνο κατά ένα χιλιοστό πριν σπάσουν, αλλά επειδή το υλικό είναι λιγότερο εύκαμπτο από το ξύλο, αυτή τη φορά απαιτείται δύναμη από 2.500 έως 3.000 Newton.

Ωστόσο, καθώς η ενέργεια χάνεται κατά τη σύγκρουση, η γροθιά θα πρέπει να ασκήσει ακόμη μεγαλύτερη δύναμη για να σπάσει στ’ αλήθεια αυτούς τους όγκους.

Ευτυχώς, το ανθρώπινο χέρι είναι ικανό να παράγει πολύ μεγάλη δύναμη σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, με την πρόσκρουση από ένα τυπικό χτύπημα να διαρκεί μόνο περίπου πέντε χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Ένα «φονικό όπλο» στο χέρι μας

Μέσω ενός συνδυασμού θεωρίας και πειράματος, η ομάδα ανακάλυψε ότι μέσα σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, «το χέρι του καρατέκα μπορεί να ασκήσει δύναμη μεγαλύτερη από 3.000 Newton, ένα χτύπημα 675 κιλών».

Το μοντέλο της ομάδας δείχνει ότι το χέρι πρέπει να φτάσει σε ταχύτητα 6,1 μέτρων ανά δευτερόλεπτο για να σπάσει το ξύλο και 10,6 μέτρων ανά δευτερόλεπτο για να σπάσει το σκυρόδεμα. «Μια ταχύτητα του χεριού 6,1 μέτρα ανά δευτερόλεπτο είναι εντός των δυνατοτήτων του αρχάριου, αλλά μια ταχύτητα 10,6 μέτρων ανά δευτερόλεπτο απαιτεί εκπαίδευση και εξάσκηση», αναφέρει η εργασία.

Οι Feld και McNair είχαν τη δυνατότητα να επιδείξουν τις ικανότητές τους στις πολεμικές τέχνες κατά τη διάρκεια της έρευνας. Και οι δύο φωτογραφήθηκαν να χτυπούν έναν σωρό από ξύλινες σανίδες με ταχύτητα 120 καρέ ανά δευτερόλεπτο. Αυτό τους επέτρεψε να μετρήσουν τη μετατόπιση, την ταχύτητα και την επιτάχυνση διαφόρων τμημάτων της γροθιάς τους.

Οι φωτογραφίες αυτές έδειξαν ότι το χέρι συμπιέζεται και παραμορφώνεται «σε τέτοιο βαθμό που μετά βίας πλέον συμπεριφέρεται σαν στερεό αντικείμενο».

Το προφανές ερώτημα

«Πώς είναι δυνατόν το χέρι του καρατέκα να μην συνθλίβεται από τη δύναμη του χτυπήματος;». Εδώ, η απάντηση κρύβεται στην ανατομία: Το ανθρώπινο οστό είναι πέντε φορές πιο σκληρό από το σκυρόδεμα και πενήντα φορές πιο δύσκολο να σπάσει – για να χτυπηθεί επιτυχώς ένα μηριαίο οστό με καράτε θα χρειαζόταν πάνω από 25.000 Newton δύναμης.

Επιπλέον, τα οστά του χεριού είναι σε θέση να απορροφήσουν την πίεση της πρόσκρουσης. Φυσικά, η τεχνική, και όχι η δύναμη, είναι αυτή που παρέχει την πραγματική δύναμη: Ένα επιτυχημένο χτύπημα πρέπει να χτυπήσει τη σανίδα ακριβώς στο κέντρο.

Με αρκετή και σωστή προπόνηση, «το καράτε μπορεί να αξιοποιήσει το ανθρώπινο σώμα στο μέγιστο», καταλήγει η εργασία, και «η ακρίβεια που απαιτείται […] καθιστά το καράτε όχι μόνο μια εξαιρετική σωματική πειθαρχία αλλά και μια έντονη πνευματική άσκηση».

Όλα αυτά φυσικά, πάντα με τη σωστή καθοδήγηση και εφόσον ο ασκούμενος καρατέκα κατανοήσει πλήρως τις οδηγίες που του δίνονται…

Με πληροφορίες από Daily Jstor