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▶ 이 책은 영어로 구성되어 있습니다.

『The Science of Taekwondo(태권도과학)』은 과학 원리를 바탕으로 펼쳐지는 태권도의 세계를 담은 책이다. 태권도의 어느 동작이 과학적이라고 한다면 이 동작에 어떤 과학적인 원리들이 반복적으로 사용되고 있으며 누구든 이 원리들을 이용하기만 하면 같은 결과를 얻을 수 있다는 뜻이다.

우리는 ”태권도는 과학적인 무도요 스포츠다“라는 말을 항상 들어왔고 써 왔다. 그런데 필자의 우둔함 때문인지 태권도의 무엇이 과학적인지 딱 부러지게 말할 수가 없었다.
We have commonly heard and said “Taekwondo is martial art and sport of science.” Due to my shortage in the knowledge, however, I have not been able to pinpoint what aspects of Taekwondo make its own scientific features.

물론 태권도와 과학은 이미 떼려야 뗄 수 없는 관계에 있음은 잘 안다. 모든 우주에 존재하는 물체들은 크나 작으나 역학(力學)법칙의 지배 하에서만 운동 할 수 있기 때문이다. 태권도 동작들 역시 이 역학 법칙을 벗어나서는 존재할 수 없다.
As we know, of course, Taekwondo cannot be explained enough without science. For all the substances in the universe, whether they are large or small in sizes, make their movements only under the laws of dynamics. The movements in Taekwondo also cannot do away with these laws of dynamics.

그런데 태권도 기술에 배인 과학 원리들을 고차원적인 물리학이나 생체역학을 동원해 읽어내려면 웬만한 이들에겐 엄두가 나지 않을 것이다. 쉽게 손이 갈 만한, 고개를 끄떡끄떡 거리며 책장을 넘길만한 기본적인 지침서가 필요했다.
It won’t be easy, however, for ordinary people to mobilize all those advanced physics or bio dynamics to analyze such scientific principles embedded in Taekwondo techniques. That was the point where I started to think to write a basic manual that anybody could pick up and read through easily.

그래서 태권도와 과학의 관계를 학창시절 배웠던 수준으로 끌어내려 이리저리 빗대어 보았다. 그러다보니 이런 식으로도 비추어 볼 수 있겠구나 하는 생각이 들었다. 이것이 태권도와 과학과의 모든 관계를 명확히 밝혀주지는 못하겠지만 그래도 태권도를 과학이라는 틀 안에서 새로이 볼 수 있는 안목을 줄 수는 있을 것이다. 과학이라는 도구를 통해 태권도가 보이기 시작하면 태권도 기술에 대한 분석능력과 이해의 폭이 넓어져 실력향상에도 의미 있는 성과를 볼 수 있게 될 것이다.
Therefore, I have tried efforts to see Taekwondo from scientific point of view to the extent that the level of science stays as high as to fit high school students. Thus, I have come to conclusion that this could open another way of perspectives to look into Taekwondo. Even though this book could not define every aspect of Taekwondo in light of science, I am confident that it will provide you with a new perspective through scientific study. Also, I believe that it will bring meaningful achievement in enhancing Taekwondo techniques as the capabilities in analysis and comprehension on Taekwondo techniques improves through the lever of science.

이 책은 과학책이 아니다. 그렇다고 태권도 교본도 아니다. 이 책을 통해 몰랐던 과학을 배울 수 없을 것이며 알지 못했던 태권도의 ‘비법(秘法)’을 배울 수도 없을 것이기 때문이다. 왜냐하면, 태권도를 수련한 이들이라면 누구나 이미 알고 있을 ‘태권도’와 ‘과학’만을 말하고 있기 때문이다. 반면에 이 책은 태권도 교본이면서 동시에 과학책이기도 하다. 태권도를 알면 과학이 보이고 과학을 알면 태권도를 잘 이해할 수 있기 때문이다.
This is not a book of science. Nor is this a Taekwondo manual. For, you won’t be able to learn science, nor secrets of Taekwondo through the book. This book is all about ‘Taekwondo,’ and ‘science,’ only to the extent anyone who has ever exercised Taekwondo would already know. Ironically, however, this book will function as a book of science, and as a Taekwondo manual. For, those who know Taekwondo would get to know more about science, and vice versa.

이제껏 무의식적으로 행하던 태권도를 주의 깊게 관찰하다보면 그 안에 살아 숨 쉬는 과학을 발견할 수 있게 된다. 과학 원리를 바탕으로 펼쳐지는 태권도의 세계. 태권도로 배우는 과학, 그것이 바로 이 책의 테마다.
If you take closer looks at Taekwondo, you will be able to find out how science works vividly in it. The world of Taekwondo based on principles of science, and science that you can learn through Taekwondo - these are the two main themes of the book.

[책의 내용]

태권도의 과학이란 무엇인가?

그렇다면 우선 이 책에서 말하는 ‘과학적’이라는 말의 뜻부터 알아보자. 과학적이라는 말은 누구든 실험으로 반복해서 검증하고 확인할 수 있는 원리가 그 속에 숨어 있다는 말이다. 따라서 태권도의 어느 동작이 과학적이라고 한다면 이 동작에 어떤

과학적인 원리들이 반복적으로 사용되고 있으며 누구든 이 원리들을 이용하기만 하면 같은 결과를 얻을 수 있다는 뜻이다.
태권도 시범이나 경기를 보면 뛰어난 선수들의 강하면서도 빠른 동작과 그 완성도 높은 동작의 아름다움에 감탄하게 된다. 그것은 오랜 시간동안 각고의 노력 끝에 만들어 낸 진수(眞髓)인 것이다. 이들은 수많은 시간의 훈련과 노력 속에서 자신의 몸을

잘 연구하여 장점은 극대화 시키고 단점은 극소화 시켰음을 알 수 있다. 즉, 뛰어난 선수들은 자신이 인식하든지 못하든지 과학적 원리에 맞게 그 몸을 단련하였던 것이다. 이들의 동작들 하나하나 속에는 무수한 노력 끝에 완성된 ‘무엇’인가가 담겨

있다. 이 ‘무엇’을 과학적으로 분석해 낼 수 있고 그 원리를 터득하여 자신의 단점은 보완하고 장점은 더욱 살릴 수만 있다면 우리는 많은 시간과 노력을 절약할 수 있을 것이다. 눈 먼 거북이마냥 이리저리 헤매서는 오랜 시간과 먼 거리를 돌아가야

하는 수고로움을 면치 못할 것이다.

태권도의 과학을 통해 얻을 수 있는 것은 무엇인가?

‘현대 스포츠에서는 장비가 실력의 반이다’라는 말이 있다. 같은 실력 하에서는 어떤 첨단 장비를 사용하는가에 따라 경기의 승패가 좌우 된다는 뜻이다. 특수소재로 만든 마라톤화, 싸이클, 수영복, 골프채, 축구공, 야구공, 스케이트 등 현대 스포츠

에선 첨단 과학이 함께 한다. 이런 첨단장비들의 개발로 오래 전 같으면 몇 년이 지나도 깨기 힘들었던 세계신기록들이 경기마다 수 십 개씩 쏟아져 나온다. 그래서 경기 종목마다 선수들이 착용하는 유니폼이나 사용하는 장비들에 대해 규정을 정하여 어

떤 특별한 소재나 규격의 장비에 대해선 사용을 금지시키기도 한다. 선수들의 실력보다 첨단장비에 의존한 신기록들을 받아들일 수 없기 때문이다.
각 종목마다 선수들의 동작들을 첨단 과학 장비와 전문가들을 동원해 분석하고 데이터화 하여 최고의 경기력을 발휘시키기 위해 노력하고 있다. 이렇듯 현대 스포츠의 비약적인 발전은 과학원리를 충실히 이용했기 때문에 가능했다. 하지만 장비와 훈련방

식만 과학화 되고 정작 이런 장비를 운용하는 선수들이 이만한 과학적 안목을 갖추지 못한다면 더 이상의 경기력 향상은 기대할 수 없을 것이다.
그렇기 때문에 태권도에서 최고의 실력을 발취하기 위해서, 혹은 신기술 개발을 위해선 과학을 더 잘 알고 이용해야만 할 것이다. 그렇다면 태권도와 과학과의 관계를 이용할 때 기대할 수 있는 소득은 어떤 것일까?
첫 번째는 바로 빠른 ‘속도’일 것이다. 어떤 종목의 스포츠이든지 최종 목적은 인체의 운동 속도나 장비의 운동 속도를 높이려는 것이다. 스포츠에서 ‘속도’는 바로 ‘힘’이기 때문이다! 속도가 높아지면 전투에서 높은 고지를 점령하는 것과 같은

막강한 우위를 점할 수 있다. 태권도 역시 최고의 ‘속도’와 ‘힘’을 얻기 위해서 피땀 흘려 훈련하는 것이다. 따라서 속도를 높이기 위해 필요한 과학 원리를 찾아 응용할 수 있게 도와준다.
둘째는 바로 힘의 효율을 높일 수 있다는 점이다. 모든 경기가 그렇듯이 우리는 시간과 체력의 한계로 어느 횟수 이상의 동작을 할 수가 없다. 더구나 동작 하나 하나는 큰 에너지를 필요로 하기 때문에 불필요한 동작과 힘의 소모는 줄이고 대신에 효율

은 높여 경기에 임해야 한다. 따라서 태권도 동작들을 분석해서 군더더기는 제하여 내고 속도와 힘은 더욱 높여 효율적인 타격을 만들어 내야 할 것이다. 없는 힘을 창조 해 낼 수는 없지만 과학 원리들을 잘 활용하면 같은 힘으로도 훨씬 높은 효율의 힘

을 발휘할 수 있기 때문이다.
셋째로는 태권도를 배우고 가르치는데 사용되는 애매모호한 표현들의 명료화를 들 수 있다. 흔히들 ‘어깨에 힘을 빼고 치라’, ‘허리로 차라.’고도 한다. 그렇다면 이런 애매모호한 주문들은 비과학적인 요소들을 담고 있는 것일까? 절대 그렇지 않다.

이들이 지시하는 말들에는 이미 숱한 경험을 통해 몸으로 터득한 과학적인 원리들이 간결하게 함축되어 있었던 것이다. 다만 그 표현이 다소 뜬금없다(?)는데 소통의 어려움이 있는 것이다. 가라데의 대가(大家) 최영의 선생 역시 주먹을 지를 땐 파리를

낚아채듯 쳐야 한고 설명한 적이 있다. 800개가 넘는 홈런으로 세계기록을 보유했던 일본 프로야구의 왕정치는 고교 선수들에게 홈런을 날리기 위해선 ‘공을 위에서 때리듯이 쳐야 한다’고 조언을 했다고 한다. 상당한 수준의 선수라면 그 조언을 이해

하고 홈런을 칠 수 있을지 모르겠지만 보통 선수라면 땅볼을 치는 것이 고작일 것이다.
이처럼 ‘경지’에 오른 지도자와 아직 그 ‘경지’에 도달하지 못한 수련생 사이에는 언어소통에 모호하고 큰 간격이 있어 왔다. 지도자나 수련생 모두가 알고 있는 과학적인 용어와 원리로 바꾸어 지도자들의 경험과 안목을 설명한다면 수련생들도 한

층 손쉽게 지도자가 이끄는 바대로 따라갈 수 있을 것이다.
넷째로 신비주의로 포장한 허구와 땀 흘려 수련한 정직하고 투명한 기술을 가려내기 위해서이다. 가끔씩 초인적인 차력을 선보이는 무술인들이 있다. 맨발로 숯불 위를 걷고, 머리 위에 놓인 돌덩어리를 해머로 내리쳐 깬다. 맨 몸으로 기차를 끌고. 목

으로 날카로운 창을 밀어 꺾는다. 배위로 차가 지나가도 하며 펄펄 끓는 납을 입에 떠 넣기도 한다. 이런 기적적인 차력들은 과연 뼈를 깎는 수련을 통해 얻은 무술수련의 극치인가? 차력시범 관람 전에 항상 듣는 말이 있다. ‘절대 따라하지 마시요!’

이 말뜻에는 사실 두 가지의 뜻이 다른 담겨 있다. 하나는 호기심에 못 이겨 따라해 보다가 큰 부상을 입을 수 있으니 조심하라는 말이고 또 다른 뜻은 누구나 요령만 알고 따라하면 그런 능력을 발휘할(?) 수 있기 때문에 따라하지 말라는 말이다. 과학

적인 안목이 조금만 있으면 초인적으로 보이는 차력 시범들 대부분은 과학 원리들을 이용한 단순한 트릭임을 알 수 있다. 그런데도 마치 뼈를 깎는 비장한 수련을 거친 양 함부로 허세를 부리다간 괜한 망신을 살 수도 있다. 무도가 남을 속이기 위한 것

이어선 안 된다. 우리 태권도인들은 정직한 무도세계를 탐구해 가야 한다. 따라서 과학원리들을 알아봄으로서 허(虛)와 실(實)을 구분하고 과학적 원리에 맞게 자신을 단련해 나갈 수 있는 것이다.

The word Taekwondo comes from the Korean words “tae”, “kwon” and “do”. The word “tae” means to kick, “kwon” means to punch and “do” represents the way. The modern Taekwondo originated from various forms of ancient Korean

martial arts. Like other forms of martial arts such as karate or kung fu, Taekwondo relies mostly on the speed. When properly applied, Taekwondo is capable of producing punches, kicks, blocks and jumps that are strong and fast while

maintaining very delicate body movements. These techniques can often be witnessed during competitions between highly trained athletes.
These athletes spend many years analyzing and training to increase the efficiency of the body while minimizing the weaknesses. This is where the science can play an important role.
As with many things in this world, science is capable of exploring and enlightening new information.
One of the most widely used principles is Newton’s laws of motion. This principle can help us understand all physical objects in the universe. The world of science has proven over the years that all objects in the universe act

according to the laws of motion and Taekwondo is no exception.
The science of Taekwondo explores the strengths and weaknesses of our bodies and tries to find the ways to improve our bodies.


So, what can we expect to gain from the science?

1. Increase in speed

Speed is often considered as the most important attribute in sports. Often, speed can be a major advantage. Through science, we can find different training techniques and equipment to help us increase speed and strength.

2. Efficiency

Our body has limits. We have our limits in speeds, strengths and capabilities. Some people are more capable than others. For an example, we are not capable of running forever or going many days without sleeping. Training can help us

increase our limits to some degree, but there will always be limits to what we can do.
Science can help us bridge the gap between what we can do and what we cannot do by finding ways to reduce and eliminate unnecessary factors that waste our internal energy. This, in turn, can make our bodies be more efficient and

increase performance.

3. Communication and Understanding

Often, we underestimate the importance of communication between athletes, trainers and coaches in sports.

In Taekwondo, one of the first instructions that you might have received from you instructor is to “relax” your body. This instruction mostly applies when punching or kicking. You might have asked yourself, how can you get the most

out of your training with relaxed body? Wouldn’t this take away your strength? The truth is exactly the opposite. With your muscles relaxed, your offense will come out faster and stronger. Stiff muscles will slow down your offense.

In other words, your relaxed body can increase the ability to perform at a high level while decreasing the risk of injuries.
Here are a few examples where lack of communication and understanding could lead to unsuccessful training.
Master Choi Young-ui (Japanese name: Masutatsu Oyama 1923-1994), who is still considered as one of the greatest karate experts, often instructed his students to punch as if they were trying to catch a fly.
Baseball player W?ng Zh?nzh?(1940-) holds the world homerun record(868 homerun). When he was managing, he often asked his players to hit down on the ball. In baseball, this means to swing the bat smarter. However, if you are not

familiar with the baseball terminology, you will likely misunderstand his instruction and you may end up hitting the ball into the ground all day long.
With the science, we may be able to explain these terminologies in simpler terms in ways that we can all understand and follow.

4. Spirit of Taekwondo

Breaking demonstrations are a big part of Taekwondo. These demonstrators break everything from concrete bricks, metals, ice and even boulders. These may seem like impossible tasks for humans, but not as impossible as they might want

you to believe. With the basic understanding of physics, these demonstrations may not seem that impossible after all.

However, these demonstrations are still very dangerous and can cause permanent injuries. And sometimes they can be fatal. These demonstrators are highly trained athletes and are capable of performing at very high levels while

practicing safety techniques.

Finally, these breaking demonstrations are just that, “demonstrations”. Martial artists should not use these demonstrations to trick others or make others believe that they are super humans.
These demonstrations should only be used to train our bodies and demonstrate what our bodies are capable of doing.

Preface

What is the Science of Taekwondo


Chapter 1: Mind and Muscle

1. Principle of Mind Training

2. Speed and Reaction
(1) Aerial Dog Fights (2) Baseball batting
(3) Sparring (4) Real Life Combat

3. Brain and Muscle Coordination
1) Brain Memory and Muscle Coordination
(1) Coordination (2) Mental preparation training (Image Training)
(3) Expert or Master of Arts


Chapter 2: Body

1. Dynamics of Human Body
(1) Efficiency

2. Body Anatomy
(1) Joints (2) Cartilage (3) Tendons and ligaments
(4) Spine (5) Skull or Cranial bones (6) Human Growth

3. Muscle Composition
(1) Muscle Strength Training (2) Strength Training Hands and Feet
(3) Strength Fitness Training for Different Sports
(4) Importance of Training (5) Body Flexibility

4. Muscle Movements
(1) Pulling Property of Muscles (2) Muscle Relaxation upper body
(3) Muscle Relaxation lower body (4) Muscle Relaxation Speed and Power
(5) Muscle Application - Power

5. Pelvis (Hip) Functions
(1) Hip Function Transfer Gear (2) Jumping Angle


Chapter 3: The center of Mass and the Stability

1. Center of Mass (Gravity)
(1) Center of Mass Location and Stability
(2) Center of Mass Walking and Running
(3) Center of Mass Vertical Height and Stability
(4) Size of Base of Support and Stability
(5) Weight and Stability
(6) Stability Offense and Defense in Sports

2. Center of Mass Outside of Physical Body
(1) High Jumps Using Center of Mass Outside of Physical Body

3. Center of Mass Weight Shift


Chapter 4: Laws of Motion Basic Principles of Objects

1. Newton's first law: Law of Inertia
(1) Objects at Rest (2) Objects in Motion
(3) Law of Inertia in Rotating Objects

2. Newton's Second Law of Motion: Law of Acceleration

3. Newton's Third Law of Motion: Law of Action and Reaction
(1) Action and Reaction from Ground
(2) Action and Reaction When Turning
(3) Action and Reaction during Collision
(4) Action and Reaction Vital Points
(5) Action and Reaction Defense
(6) Action and Reaction Breaking

4. Principle of Seesaw
(1) Action and Reaction - Arms (2) Action and Reaction Body and Torso

5. Action and Reaction - Push and Pull

6. Action and Reaction Law of Reflection


Chapter 5: FORCE

1. Pressure Force Per Area
(1) Pressure Concentration of Power

2. Dispersion of Power Defense, Falling Technique and Safety Gear
Master Lee’s Junk Box!: Bed of Nails and Walking on Crushed Glass Bed

(1) Square Cube Law (2) Surface Area and Air Resistance

3. Tensile Force (Strength) and Pressure
(1) Hollowed Bricks (2) Dome Construction
(3) Board Breaking Parallel to the Grain

4. Volume and Density
(1) Objects with Different Densities (2) Scaling Law

5. Sweet Spots

6. Frictions
(1) Surface Friction

7. Normal force
(1) Friction and Normal Force Reaction Force
(2) Pivot Angle Reaction Force

8. Fluid Dynamics
(1) Water Resistance Training (2) Turbulence Training
(3) Putting out candle flames and Pulling Paper in the air
(4) Buoyancy
Master Lee’s Junk Box!: Pascal’s Principle


Chapter 6: MOMENTUM AND IMPULSE

1. MOMENTUM

2. Impulse
Master Lee’s Junk Box!:Breaking concrete block on the stomach with a sledgehammer

3. Wind Ups
(1) Momentum Distance (2) Impulse Time

4. Impulse - Follow-Through

5. Impulse - Shock
(1) Protective Gears (2) Impulse - Soft Hand
(3) Impulse Riding the Punch (4) Falling Techniques and Footwork

6. Force Collision time
(1) Impulse - Breaking


Chapter 7: Net Force

1. Equilibrium of Forces

2. Vector and Net Force

3. Application of Vectors and Net Force in Taekwondo - Defense
(1) Defense Your Strength (2) Defense Re-Directing

(3) Defense Changing the direction of an Attack
4. Application of Vectors and Net Force in Taekwondo - Offense
(1) Muscles (2) Weight Shifting
(3) Supporting Leg (4) Gravity and Vector

5. FLEXIBILITY and Vectors
(0) Rebounding Effect (1) Elastic Energy : Explosive Power
(2) Follow Through and Rebound

6. Vector Applications
(0) Target (Hitting) Angle (1) Competition Stance
(2) Breaking Techniques (3) Maintaining Stability


Chapter 8: Parabolic Motion

1. Gravity
(1) Free Fall

2. Parabolic motion of an object
(1) Launch Angle (2) Horizontal Component - Distance
(3) Vertical Component - Height (4) Air Time
(5) Standing Vertical Jump verses Running Start Vertical Jump


Chapter 9: WORK AND ENERGY

1. Work and Energy

2. Thermal Energy
Master Lee’s Junk Box!: Fire Walking

3. Wave Energy
(1) Energy transfer via Waves
Master Lee’s Junk Box!: Screw Punch Vs.Straight Punch
(2) Overlapping Wave Energy (3) Resonance
(4) Sound Energy (5) Potential Energy
(6) Difference between Weight and Mass

4. Kinetic Energy

5. ELASTIC ENERGY
(1) WARM UP

6. Energy Conversion and Conservation


Chapter 10: ROTATIONAL MOVEMENT

1. Tangential speed
(1) Weapons - Speed and Length

2. Angular Momentum
(1) Angular Momentum and radius
(2) Angular Momentum and Mass
(3) Angular Momentum and Mass Distribution
(4) Angular Momentum, Mass Distribution and Kicking
(5) 540 degrees spinning kicks - Ultimate offensive moves

3. Reactionary force of rotational inertia
(1) Rotational Movement - Walking and Kicking
(2) Rotational Movement - Reaction Force Kicks


Chapter 11: Self-Defense

1. Offense
2. Defense
3. More Defense


Epilog