生活中很少有什么能比空手道劈砖更能直观地证明物理学的力量了。如果你没有受过武术训练，用赤手空拳击打砖块，你可能会折断手指。但如果运用得当的力量、动量和姿势去击打，你就会打破砖块。“令人惊讶的是，这里面没有任何技巧，”麻省理工学院的物理学家迈克尔·费尔德说。“你在这里看到的是人类有史以来最有效率的动作之一。”
20世纪70年代末，当费尔德在学习空手道并获得棕带时，他的教练罗纳德·麦克奈尔恰好也是他的物理学学生。（麦克奈尔于1986年在挑战者号航天飞机上作为科学家宇航员工作时牺牲。）两人都同意，空手道的秘诀在于打击的速度和焦点。但空手道拳头移动的速度到底有多快呢？为了找出答案，他们与本科生斯蒂芬·威尔克一起，设置了一个每秒闪光60或120次的频闪灯。然后，他们拍摄了麦克奈尔和其他人踢打和出拳的视频，并计算了频闪灯闪烁多少次后，脚或拳头才击中目标。
费尔德和麦克奈尔发现，初学者出空手道劈击的速度约为每秒20英尺，足以劈断一英寸厚的木板。但像麦克奈尔这样的黑带，劈击速度可以达到每秒46英尺。以这样的速度击打木头，一个重1.5磅的手可以产生高达2800牛顿的力量（1牛顿大致等于一个苹果重量所施加的力）。劈开一块典型的1.5英寸厚的混凝土板实际上需要的力更少，约为1900牛顿。当然，蛮力并不是打破混凝土块的唯一要求——劈击的性质也很重要。空手道学生必须学会，为了使打击具有最大的动量，它必须有后续动作；高尔夫球和网球运动员挥杆时也有后续动作，原因相同。
为了理解后续动作是如何工作的，曾经学习过跆拳道、现在在克利夫兰州立大学教授物理学的杰尔·沃克设置了一项与费尔德和麦克奈尔类似的研究。他发现，一个击打得当的拳头，在手臂伸展到约80%时达到最大速度。“这正是我的跆拳道师傅教我的，”沃克说。“你会在脑海中想象你的拳头打穿对手的身体，而不是停留在表面。要发挥最大的力量，你需要在减速开始之前接触到目标。”
接触后发生的事情也非常重要。所有材料至少都略有弹性：在正确的位置击打它们，它们就会开始振动。“如果你拨动橡皮筋，它会上下摆动，同样，如果你用更大的力拨动木板或砖块，也会发生同样的情况，”费尔德说。“当它们达到弹性极限时，它们就会开始屈服。换句话说，它们就会断裂。”
对我们来说幸运的是，人体骨骼达到等效的极限并非易事。费尔德说，骨骼能够承受的力量是混凝土的40倍，一根直径不到一英寸、长21/3英寸的骨头圆柱体可以承受25,000牛顿的力。手和脚能承受更大的冲击，因为皮肤、肌肉、韧带、肌腱和软骨能吸收大量的撞击力。一块踢出的脚在断裂前能吸收的力大约是混凝土的2000倍。费尔德从未在空手道中骨折过手指，尽管他曾一次劈断过八块一英寸厚的木板。
如果学生想劈开木板，他们不仅要提高速度、改进瞄准，还要通过用包裹着泡沫和帆布的柱子击打手脚来使其变得更强壮。“刚开始的时候，你的皮肤很嫩，可能会割伤。然后就会流血，”跆拳道黑带大师西哈克·亨利·曹说。“这是不推荐的。”随着时间的推移，手刀（即手掌的刀刃边缘）会形成一个老茧，它就像汽车的保险杠一样，吸收和分散碰撞的力。
对于想成为黑带的人来说，重要的经验是物理学需要一些毅力的帮助。“泰格·伍兹不是一夜之间就能打出320码的球的，我们也不是走进道场就能劈碎水泥块的，”曹说。“每个人都要为此付出努力。”
