Estonya’nın ekstrem sporu olan kiiking’in fiziği

Bir sporcunun 7 metrelik (23 feet) bir sarkacın üzerinde baş aşağı sallanması, bir güç, cesaret veya teknik başarısı gibi görünebilir. Yeni bir çalışma bunun daha temel bir şey olduğunu öne sürüyor: Zekanın beyin, vücut ve çevrenin etkileşiminden nasıl ortaya çıktığını gösteren çarpıcı bir kanıt.

dergisinde yayınlanan bir makalede Doğrusal Olmayan Bilim DergisiHarvard araştırmacıları, Estonya’da icat edilen ve sporcuların tam bir dönüşü tamamlayana kadar dev bir vuruş yaptığı ekstrem bir spor olan kiiking’i analiz etmek için matematik, fizik ve kontrol teorisini kullanıyor.

Bir düzeyde sorun basit görünüyor. Sporcu salıncağa enerji enjekte etmek için tekrar tekrar ayağa kalkar ve çömelir. Ancak bu basit eylem, sporun çok ötesine geçen, sinir bilimine, robot bilimine, biyolojiye ve insan performansına dokunan bir soruya ilham veriyor: Bir organizma, bir hedefe ulaşmak için çevresinin dinamiklerinden yararlanmayı nasıl öğrenir?

Lola England de Valpine Uygulamalı Matematik, Organizma ve Evrimsel Biyoloji ve Fizik Profesörü ve çalışmanın kıdemli yazarı L. Mahadevan, “Sporcu dünyaya hareket empoze etmiyor” dedi. “Bunun yerine sporcu dünyanın dinamikleriyle işbirliği yapmayı öğreniyor.”

Onlarca yıldır bilim insanları hareketi, beynin hareketi hesapladığı ve vücudun bunu yürüttüğü bir komuta ve kontrol problemi olarak gördüler. Modern somutlaşmış biliş teorileri bunun yerine davranışın sinirsel kontrol, biyofizik ve fiziksel çevrenin etkileşiminden ortaya çıktığını öne sürüyor.

Kiiking bu prensibin alışılmadık derecede net bir örneğini sunuyor. Sporcunun hedefi basittir: salınımı tersine çevirmek. Ancak başarı, sporcudan kat kat daha uzun olan aktif bir sarkacın doğal dinamiklerini bilinçli veya sezgisel olarak anlamaya bağlıdır. Sporcu basitçe daha fazla güç üretemez. Enerjinin tam olarak doğru anlarda, doğru miktarda sağlanması gerekir. Çok erken ya da çok geç, çabalar büyük ölçüde boşa gidiyor.

Oyun alanında salıncağı sallamayı öğrenen her çocuk, deneme yanılma yoluyla bu prensibi keşfeder: Bazı hareketler hareketi güçlendirirken diğerleri artırmaz. Çalışmada geliştirilen matematik bunun nedenini açıklıyor.

En uygun strateji, salınımın en hızlı hareket ettiği yörüngenin alt kısmına yakın durmak ve en yavaş hareket ettiği dönüm noktalarının yakınında çömelmektir. Bu hareketler sarkacın etkin uzunluğunu değiştirerek enerjiyi sisteme maksimum verimlilikle aktarır.

Baş yazar Petur Bryde şunları söyledi: “Dışarıdan basit bir ritmik hareket olarak görünen şey, zamanlama, kuvvet üretimi, yerçekimi, atalet ve aerodinamik sürüklenmeyi içeren karmaşık bir kontrol sorununa zarif bir çözümdür.”

Sporcuyu yükselten enerjinin çoğu doğrudan kas eforundan gelmez. Bunun yerine atlet, sarkacın hareketinde zaten depolanmış olan birikmiş (ve daha büyük) enerjiden yararlanırken, her döngü sırasında bir miktar metabolik enerjiye katkıda bulunur. Böylece sporcu yer çekiminin üstesinden gelmekten ziyade onunla pazarlık yapar.

Bu prensip kiiking’in çok ötesine uzanır. Kuşlar hava akımlarından, balıklar girdaplardan, yürüyen insanlar ise uzuvlarının ve tendonlarının pasif dinamiklerinden yararlanır. Her durumda başarılı davranış, çevrenin yapısıyla savaşmaktan ziyade onu güçlendirmeye bağlıdır.

Alışılmadık bir sporla olan ilgisinin ötesinde, çalışma daha geniş bir bilimsel zorluğun altını çiziyor: Zekayı sistemin bir özelliği olarak anlamak. Yürümeyi, uçmayı, yüzmeyi veya aletleri kullanmayı öğrenen organizmalar, sorunları yalnızca hesaplama yoluyla değil, vücutlarının ve çevrelerinin yapısından yararlanarak çözerler. Kiiking bu sürecin şeffaf bir örneğini sunuyor. Sporcu, salınım ve yerçekimi tek bir dinamik sistem haline gelir ve baş aşağı uçmayı keşfeden yalnızca beyin değil, bu sistemdir.