王 平
運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)速度是運(yùn)動(dòng)能力要素的一種,常常被歸為速度要素里面。所謂反應(yīng)是指人對(duì)某一刺激做出回應(yīng)所需要的最短時(shí)間。在各種運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員都面臨反應(yīng)問題,如球類運(yùn)動(dòng)中對(duì)球的反應(yīng)時(shí)間、拳擊和擊劍中對(duì)對(duì)手出拳和出劍的反應(yīng)時(shí)間都是如此。但對(duì)運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)時(shí)間要求最為嚴(yán)格的莫過(guò)于田徑運(yùn)動(dòng)的短跑項(xiàng)目中的起跑反應(yīng)。反應(yīng)越快、起跑時(shí)間越短,則證明運(yùn)動(dòng)員在這一點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)能力越好。
各種反應(yīng)能力
反應(yīng)能力有心智反應(yīng)能力、思考能力、應(yīng)答能力等。但是,體育運(yùn)動(dòng)中的反應(yīng)主要是指發(fā)出動(dòng)作的快慢,這是由時(shí)間來(lái)計(jì)算的。人的反應(yīng)可能有微乎其微的毫秒差異,這種差別對(duì)一般人關(guān)系不大,但對(duì)運(yùn)動(dòng)員的獲勝至關(guān)重要。如發(fā)令槍響后運(yùn)動(dòng)員的起跑就是典型的反應(yīng),由此可以觀察到運(yùn)動(dòng)員反應(yīng)能力的優(yōu)劣。優(yōu)秀者自然為獲勝奠定了基礎(chǔ)。
不過(guò),對(duì)于某一刺激作出反應(yīng)的時(shí)間可分為單純反應(yīng)時(shí)間與復(fù)雜反應(yīng)時(shí)間。單純反應(yīng)時(shí)間是刺激與反應(yīng)都是相當(dāng)單純的,即針對(duì)單一的刺激引起的最簡(jiǎn)單的反應(yīng)所用的時(shí)間,稱為單純反應(yīng)時(shí)間。例如,在測(cè)試中面對(duì)一個(gè)燈泡,燈一亮馬上用手按壓計(jì)時(shí)器的按鈕,這一過(guò)程所花的時(shí)間即為單純反應(yīng)時(shí)間。運(yùn)動(dòng)員在發(fā)令槍響后奮力沖出也是單純反應(yīng)時(shí)間。
而復(fù)雜反應(yīng)是指刺激不是單一的,而且人們的應(yīng)答或應(yīng)對(duì)需要綜合判斷后才能做小。例如,有紅、黃、綠、藍(lán)四種燈,而且人為規(guī)定紅者右行,黃者左行,綠者直行,藍(lán)者禁行,這時(shí)人們?cè)诿媾R每種顏色的燈亮?xí)r就需要思考和判斷后才能做出動(dòng)作,這樣的刺激就是復(fù)雜刺激。
而在體育運(yùn)動(dòng)中,運(yùn)動(dòng)員往往是單純反應(yīng)與復(fù)雜反應(yīng)相結(jié)合的,前者如對(duì)發(fā)令槍響的反應(yīng),轉(zhuǎn)化為行動(dòng)便是起跑:而后者在多種運(yùn)動(dòng)中都存在,如排球二傳手的手指動(dòng)作,是向本隊(duì)的一傳運(yùn)動(dòng)員和進(jìn)攻隊(duì)員作出的信號(hào)和刺激,要求他們知道在什么位上進(jìn)攻,從而讓這些隊(duì)員經(jīng)過(guò)判斷和思考后傳出最佳位置的球(一傳隊(duì)員)和跑出最佳位置(進(jìn)攻隊(duì)員)。
當(dāng)然,從百米短跑中單純的對(duì)發(fā)令槍響的起跑來(lái)談反應(yīng)能力可能更為直觀和易于理解。百米賽跑時(shí),運(yùn)動(dòng)員聽到槍聲再蹬腿起跑的時(shí)間是一種典型的單純反應(yīng)時(shí)間。生理學(xué)的研究表明,耳朵聽到槍聲,經(jīng)過(guò)大腦再到運(yùn)動(dòng)器官發(fā)生動(dòng)作,最短需0.12秒的時(shí)間。但是,這還不是人的反應(yīng)能力的極限。
國(guó)際田徑聯(lián)合會(huì)(IAAF)所認(rèn)定的反應(yīng)時(shí)間的極限是0.1秒(100毫秒),這是生理學(xué)研究所證明的,也就是人的最為單純的一種本能的條件反射。實(shí)驗(yàn)證明,條件反射的時(shí)間也就是0.1秒,例如,人聽到一聲劇烈爆炸的轟響會(huì)不假思索地收縮肌肉或做出逃跑的動(dòng)作,這就是一種條件反射,這個(gè)本能的反應(yīng)時(shí)間大約0.1秒,但不會(huì)低于0.1秒。
起跑與搶跑
根據(jù)這種本能的條件反射時(shí)間,體育比賽中把搶跑的時(shí)間定義為從發(fā)令槍響到腳離開起跑踏板快于(低于)0.1秒。因?yàn)椋瑤缀鯖]有人能達(dá)到0.1秒的起跑時(shí)間,而一般人的反應(yīng)時(shí)間介于0.2至0.3秒之間。訓(xùn)練有素和天生反應(yīng)快的運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)間介于0.1到0.2秒之間。所以,如果從發(fā)令槍響到運(yùn)動(dòng)員的腳離開起跑器的時(shí)間少于百分之一秒的話,就判定為搶跑。
這種起跑反應(yīng)時(shí)間的閾值在不同的運(yùn)動(dòng)員身上有不同的效果。英國(guó)著名短跑運(yùn)動(dòng)員林福德,克里斯蒂(LinfordChristie)的起跑時(shí)間較短,他常說(shuō),“我將在瞬間爆發(fā)?!?I'll be gone by the B of the Bang)。為此,英國(guó)藝術(shù)家托馬斯,赫斯維克為紀(jì)念2002年歐共體運(yùn)動(dòng)會(huì),以克里斯蒂的描述為藍(lán)本,設(shè)計(jì)了雕塑《爆發(fā)》,并于2005年1月12日落成,矗立于英國(guó)曼徹斯特市的足球場(chǎng)旁。這座巨型雕塑耗資142萬(wàn)英鎊,重150噸,高56米,比著名的自由女神像還高10米。雕塑的名稱就來(lái)源于克里斯蒂關(guān)于起跑瞬間的描述,形象地表現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)能量剎那間的猛烈爆發(fā)。
但是,在比賽中,克里斯蒂的瞬間爆發(fā)為他帶來(lái)的并不是好運(yùn)。1996年在美國(guó)亞特蘭大奧運(yùn)會(huì)上,克里斯蒂就是因?yàn)閮纱纹鹋芏急粶y(cè)定在0.086秒,明顯地短于起跑反應(yīng)極限(0.1秒)而被判搶跑,痛失繼續(xù)比賽的資格。
但是,也有起跑表現(xiàn)得很好的運(yùn)動(dòng)員,既不超過(guò)0.1秒,又無(wú)限接近0.1秒。例如,中國(guó)著名的110欄運(yùn)動(dòng)員劉翔,起跑本來(lái)是他的弱項(xiàng),但經(jīng)過(guò)訓(xùn)練有了很大改善。最好的一次起跑反應(yīng)是在2008年3月8日在西班牙巴倫西亞舉行的世界室內(nèi)田徑錦標(biāo)賽60米欄預(yù)賽的起跑小,劉翔創(chuàng)造了自己最快的起跑記錄,為0.105秒。這個(gè)最接近0.1秒搶跑犯規(guī)的速度連劉翔自己都沒有想到,而更大的想不到是這個(gè)速度還“蒙騙”了勁敵羅伯斯,后者以為劉翔搶跑,因而在發(fā)令槍響后沒有起跑,直到看到別人都跨過(guò)了第一個(gè)欄,才意識(shí)到自己判斷失誤,這時(shí)羅伯斯才開始起跑,卻只能無(wú)奈地最后一個(gè)沖過(guò)終點(diǎn),最終被淘汰。
在此之前,劉翔的最快起跑速度為0.108秒,這個(gè)起跑速度讓他創(chuàng)造了12秒88的世界紀(jì)錄。但是,劉翔的最快起跑反應(yīng)時(shí)間也不是世界上最快的,最快的是世界百米巨星、美國(guó)的蒙哥馬利創(chuàng)造的,為0.104秒??梢钥葱。@個(gè)反應(yīng)時(shí)間是既不超過(guò)0.1秒,又非常接近0.1秒。
從生理極限來(lái)看,有人認(rèn)為劉翔的0.105秒和蒙哥馬利的0.104秒起跑時(shí)間其實(shí)都已經(jīng)不是正常的單純反應(yīng)了,而是一種在直覺下與發(fā)令槍的同步進(jìn)行或超前進(jìn)行。也就是說(shuō)劉翔和蒙哥馬利在沒有聽到槍聲,或者嚴(yán)格地說(shuō),他們的大腦還沒來(lái)得及處理一個(gè)來(lái)自聽神經(jīng)的信號(hào),他們的大腦就已經(jīng)決定做動(dòng)作了。在他們可能沒有聽到槍響時(shí),他們的大腦就發(fā)出起跑的信號(hào),這個(gè)信號(hào)在奔向劉翔和蒙哥馬利強(qiáng)有力的大腿、小腿、腳踝、腳底的時(shí)候,他們的大腦才知道槍響了。又過(guò)了0.005秒和0.004秒,劉翔和蒙哥馬利的腳底才離開了起跑踏板。
發(fā)令槍不公正?
顯然,這種起跑的單純反應(yīng)能力是運(yùn)動(dòng)員得天獨(dú)厚的一種優(yōu)秀能力,它能幫助運(yùn)動(dòng)員獲取最好成績(jī),哪怕是提前0.001秒起跑,也會(huì)為奪冠創(chuàng)造有利的條件。
不過(guò),最近有科研人員提出,用發(fā)令槍發(fā)出起跑的命令可能不公平。多年來(lái),短跑中使用手槍發(fā)令也許是一個(gè)不錯(cuò)的做法,但是這也意味著最靠近發(fā)令槍的第1道的短跑者能夠最先起跑。相比之下,一些體育比賽采用的是發(fā)令員在運(yùn)動(dòng)員后面喊口令讓運(yùn)動(dòng)員起跑,這能保證每個(gè)人都能公正地聽到。
加拿大阿爾伯塔大學(xué)的大衛(wèi),科林斯等人分析了2004年雅典奧運(yùn)會(huì)運(yùn)動(dòng)員起跑的反應(yīng)
時(shí)間資料,發(fā)現(xiàn)了一個(gè)驚人的結(jié)果。第1道的運(yùn)動(dòng)員擁有平均為160毫秒(0.16秒)的反應(yīng)時(shí)間,而第2道的運(yùn)動(dòng)員平均擁有171毫秒(0.171秒)的反應(yīng)時(shí)間。最不幸的是第7和第8跑道的運(yùn)動(dòng)員,他們的平均起跑反應(yīng)時(shí)間為185毫秒(0.185秒)。顯而易見,越靠近發(fā)令員,起跑反應(yīng)時(shí)間越短。而第1道離發(fā)令員最近,所以起跑反應(yīng)時(shí)間最具優(yōu)勢(shì)。
為什么靠近發(fā)令槍的運(yùn)動(dòng)員有起跑反應(yīng)時(shí)間短的優(yōu)勢(shì)?
研究人員從多方面探究原因,例如,檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)間,也就是起跑時(shí)他們達(dá)到最大力量所需要的時(shí)間,以及這種力量的強(qiáng)度,稱為峰值力量。在所有運(yùn)動(dòng)員中,發(fā)令槍響聲較大,運(yùn)動(dòng)員的平均反應(yīng)時(shí)間就比較快。而峰值力量并不受發(fā)令槍響聲大小的影響,而未經(jīng)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員如果聽到的是大聲的槍響,他們達(dá)到峰值力量所需的時(shí)間(即起跑時(shí)的反應(yīng)時(shí)間)便縮短了。這是受過(guò)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員與未經(jīng)受過(guò)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員之間的唯一差異。
受過(guò)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員與未經(jīng)受過(guò)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員之間的這種差異顯示,受過(guò)訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員在比賽中能發(fā)揮最佳水平。這些結(jié)果意味著,發(fā)令槍響聲的大小和運(yùn)動(dòng)員離發(fā)令槍的遠(yuǎn)近可以影響到他們的起跑,槍聲大可能讓運(yùn)動(dòng)員聽得更清,而運(yùn)動(dòng)員離發(fā)令槍的距離盡管只有幾米或10米(田徑跑道每道寬為1.22m,則意味著第8道比第1道離發(fā)令槍多出8.54米),但可造成起跑反應(yīng)時(shí)間有不同。因?yàn)榘l(fā)令槍響傳到距離不同的運(yùn)動(dòng)員耳中的時(shí)間是有差距的,盡管這種差距極小。
例如,聲音在空氣中的傳播速度是340米每秒(在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下和15攝氏度時(shí)),而位于第8道的運(yùn)動(dòng)員比第1道的運(yùn)動(dòng)員遠(yuǎn)了8.54米,他聽到槍響的時(shí)間就會(huì)比第1道的運(yùn)動(dòng)員晚0.025秒。盡管這是一個(gè)可以忽略不計(jì)的時(shí)間,但如果第1道和第s道的運(yùn)動(dòng)員在其他方面,如途中跑、沖刺等的表現(xiàn)一樣,那么,獲勝的必然是第1道的運(yùn)動(dòng)員。
挑戰(zhàn)0.1秒和其他發(fā)現(xiàn)
科林斯等人的研究還對(duì)國(guó)際田徑聯(lián)合會(huì)(IAAF)所認(rèn)定的反應(yīng)極限時(shí)間為0.1秒提出了挑戰(zhàn)。他們所調(diào)查的運(yùn)動(dòng)員有21%記錄到了其起跑反應(yīng)時(shí)間快于0.1秒(100毫秒)。
但是,科林斯等人的研究結(jié)果是否能得到認(rèn)可還存在很大疑問。如果人的反應(yīng)時(shí)間能低于0.1秒,那么對(duì)現(xiàn)在的起跑反應(yīng)時(shí)間閾值就需要修正,也許英國(guó)短跑運(yùn)動(dòng)員林福德·克里斯蒂的搶跑以及其他運(yùn)動(dòng)員低于0.1秒的起跑就有可能不是搶跑。所以,很多人懷疑科林斯等人的研究。
盡管有人質(zhì)疑,但科林斯等人認(rèn)為一些運(yùn)動(dòng)員的反應(yīng)時(shí)間是可能達(dá)到低于0.1秒的。他認(rèn)為,奧林匹克委員會(huì)已經(jīng)意識(shí)到這個(gè)問題,但目前還沒有計(jì)劃或來(lái)不及來(lái)修改公認(rèn)的反應(yīng)時(shí)間閾值。不過(guò),對(duì)已經(jīng)獲得科學(xué)研究認(rèn)定的0.1秒的反應(yīng)閾值要提出修改,必須要有更多的科學(xué)依據(jù),僅僅靠科林斯等人的研究結(jié)果可能還不具有足夠的說(shuō)服力。
科林斯等人還通過(guò)觀察運(yùn)動(dòng)員在起跑時(shí)是否眨眼來(lái)檢測(cè)最大的發(fā)令槍響聲會(huì)否讓運(yùn)動(dòng)員受驚。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員受驚時(shí),他們的起跑反應(yīng)時(shí)間會(huì)更快,但是受驚并不影響峰值力量??屏炙拐J(rèn)為,這種受驚反應(yīng)可能有助于深陷于“僵硬狀態(tài)”的帕金森病人,在此情況下他們已不能行動(dòng)。
但是,英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院專門研究人類運(yùn)動(dòng)疾病的約翰,羅斯韋爾認(rèn)為,僵硬狀態(tài)并不會(huì)因受驚而影響。帕金森病人在行走吋僵硬總是存在的,一般情況下是病人遇到門或障礙物時(shí)就顯得僵硬。在這種情況下很讓人懷疑受驚會(huì)極大地幫助病人。
科林斯認(rèn)為,北京奧運(yùn)會(huì)要做到公正,就不應(yīng)用發(fā)令槍。然而,這僅僅是一家之言。
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