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。

　　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。

　　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