鄧寧娜

更高！更快！更強(qiáng)！

在這句著名的奧林匹克口號的感召下，人類不斷挑戰(zhàn)極限，一點(diǎn)一點(diǎn)地提高著自己的跳躍高度、奔跑速度、力量強(qiáng)度……運(yùn)動員的努力和汗水，我們都看在眼里，但是還有一種力量我們看不見，卻往往發(fā)揮著舉足輕重的作用，它的名字叫科技。

披著鯊魚皮的“魚雷”

2000年悉尼奧運(yùn)會，游泳比賽即將開始，索普出場了！這位人稱“魚雷”的澳大利亞游泳天才這次又會給人們帶來什么樣的驚喜呢？很多人的目光首先被索普的一身“行頭”吸引了過去——他穿著一件緊身的連體泳衣，和身邊那些只穿著泳褲的選手顯得那么不一樣，看上去簡直有點(diǎn)“科幻”色彩。

在接下去的比賽中，索普一連奪得3金2銀，還打破了兩項世界紀(jì)錄。人們不禁要問：他的優(yōu)異表現(xiàn)，跟他身上的神秘裝備有關(guān)系嗎？

這件泳衣是Speedo公司研制的“鯊魚皮”，這個名字可絕不僅僅是比喻。科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，鯊魚之所以能在海洋里快速游動，除了它們的流線型體形之外，與它們的皮膚結(jié)構(gòu)也大有關(guān)系。鯊魚的皮膚很光滑，但是在顯微鏡下觀察，不難發(fā)現(xiàn)上面布滿了許多微小的V字型齒狀凸起，這種凸起叫“膚齒”（圖1）。這種結(jié)構(gòu)能夠讓水流從小齒的頂部快速掠過，從而減少鯊魚游動時受到的摩擦阻力?？纯碨peedo公司生產(chǎn)的“鯊魚皮”的表面結(jié)構(gòu)吧（圖2），儼然是一張人造的鯊魚皮！

不光如此，“鯊魚皮”采用了超輕超薄的纖維材料，并采取了無縫拼接的方式，通過對運(yùn)動員身體的精心測量，這件泳衣能夠和運(yùn)動員緊密地“人衣合一”，如同另一層皮膚，能夠有效地控制肌肉顫動，從而減少能量損耗。當(dāng)然，要穿上這絕對“合身”的泳衣也不那么輕松，為了給索普披上這件戰(zhàn)袍，助手們花了整整半個小時，賽后干脆就用剪刀剪開了事。

如今，“鯊魚皮”已經(jīng)升級到了第四代，減少的水中阻力也從當(dāng)初的3%提高到了10%。自從“鯊魚皮”問世以來，各項游泳世界紀(jì)錄接二連三地被打破，難怪Speedo公司敢自信地說：“這是世界上可以游出最快成績的泳衣?！?/p>

黃色閃電 紅色魔鞋

《水滸傳》里的“神行太?！贝髯谟幸患孛芪淦鳌凹遵R”，據(jù)說此公把兩個甲馬綁在腿上，能日行500里，綁上四個就是800里了。甲馬是什么？據(jù)說是一種“符”，估計屬于封建迷信一類的東西。

我們知道，第一個跑完馬拉松全程的希臘戰(zhàn)士，是光著腳的；僅僅一百年前，運(yùn)動員們還都穿著平常的服裝，在泥地或爐渣地面上賽跑。各種專業(yè)運(yùn)動鞋和服裝的出現(xiàn)，皆為運(yùn)動科技的研究成果所賜。

據(jù)測算，我們每跑出一步，著地腳所承受的重量是體重的3 倍。如果一個人的體重是50公斤，那么他每跑一步，著地的那只腳就要承受150公斤的重量。所以，要想跑出好成績，穿什么鞋的問題就不能輕視。

科技人員在研究了人體生理結(jié)構(gòu)和運(yùn)動力學(xué)后，提出跑鞋設(shè)計的三大原則：第一，減震，不能讓運(yùn)動員跑起來感到“顛簸”；第二，“能量回輸”，說白了就是適當(dāng)?shù)姆磸?，讓運(yùn)動員跑起來更加輕松自如；第三，附著力，也就是說要“抓地”，避免運(yùn)動員腳底打滑。綜觀如今運(yùn)動員腳上的鞋，無不體現(xiàn)著這三條原則，而且根據(jù)運(yùn)動項目的不同、場地的不同以及運(yùn)動員體重、腳型的不同而千變?nèi)f化。

另外，根據(jù)生物力學(xué)專家測定的數(shù)據(jù)，跑鞋的重量每增加100克，體能消耗將增加1%。因此在保證質(zhì)量的前提下，跑鞋越輕越好。于是科研人員想方設(shè)法改進(jìn)工藝和材料，減輕跑鞋重量。2000年悉尼奧運(yùn)會上，美國女飛人瑪麗安·瓊斯穿了一雙用透明塑料制成的“水晶鞋”，重量只有99克。為了給跑鞋“減肥”，科研人員用高速攝像機(jī)以每秒500幅的速度拍攝了瓊斯跑步的英姿，發(fā)現(xiàn)她比賽時腳后跟從來不著地，于是果斷地把鞋后跟去掉了——可是，后來瓊斯被查出服用了興奮劑，到手的金牌被統(tǒng)統(tǒng)收回，這雙“水晶鞋”到底發(fā)揮了多大的作用，我們是無法知曉了。

然而，這是最輕的跑鞋嗎？4年之后，亞洲飛人劉翔在雅典奧運(yùn)會上劃出一道黃色閃電，奪得了110米跨欄比賽的冠軍。事后他透露，他的戰(zhàn)靴“紅色魔鞋”僅重8克（相當(dāng)于3個乒乓球的重量），“穿起來像絲襪一樣”。而這雙鞋的五顆鞋釘，也是研究人員專門為劉翔精確地“量腳定做”的。

在地面上飛行

1896年，第一屆現(xiàn)代奧運(yùn)會在希臘舉行。激動人心的100米決賽就要開始了，然而看臺上傳出了一陣陣噓聲，女性觀眾甚至連忙用手把眼睛捂上。因為起跑線上，站著一位只穿背心短褲的男子。在當(dāng)時的人們看來，這位叫托馬斯·伯克的美國運(yùn)動員簡直是個“褻瀆圣神的暴露狂”。然而，發(fā)令槍響后，伯克卻一路領(lǐng)先，最終創(chuàng)造了當(dāng)時的百米紀(jì)錄——12秒。事實證明，“暴露狂”是對的，穿短衣短褲的他跑動時受到的空氣阻力可比那些穿著一本正經(jīng)的對手們小多了。

科學(xué)研究表明，在快速運(yùn)動中，運(yùn)動員最大的“天敵”是空氣阻力。美國空氣動力學(xué)家杰克·蘭比通過實驗得出結(jié)論：跑步運(yùn)動員穿上設(shè)計科學(xué)的緊身衣能減少6%的空氣阻力；荷蘭科學(xué)家亨利克·帕伊爾甚至說，穿上流線型的運(yùn)動服可以幫助運(yùn)動員在10公里長跑中將運(yùn)動成績提高16秒。

2000年悉尼奧運(yùn)會的女子400米賽場上，澳大利亞選手凱西·弗里曼一出場便引人注目，她穿了一件帶帽子的連體運(yùn)動服。這套正式名字叫“快衣”（swiftsuit)的運(yùn)動服傾注了科研人員整整6年的心血：它由5類不同材質(zhì)制成，光滑的正面能讓空氣快速流過，呈網(wǎng)狀的背面起著類似汽車“擾流板”（俗稱“尾翼”）的作用，減少了背后形成的空氣漩渦的阻力，而在人體最聚熱的部位又設(shè)置了透氣布料，以達(dá)到理想的體溫調(diào)節(jié)效果。

弗里曼憑借“快衣”之威，飛一般地沖過終點(diǎn)，沖上了最高領(lǐng)獎臺。

不僅僅是空氣阻力，高科技運(yùn)動服甚至還能提高運(yùn)動員的臨場發(fā)揮水平。新西蘭Canterbury公司生產(chǎn)了一種新式的“電離子球衣”——這種神奇的球衣首先通過改變皮膚的負(fù)電極，加快血液循環(huán)，向人體輸送更多氧氣，提高運(yùn)動能力；同時，因為血液循環(huán)加速，那些因運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸（想想我們在運(yùn)動后肌肉感覺發(fā)酸的情形吧）也可以更快地被血液帶走排出，從而降低疲勞程度。南非國家橄欖球隊運(yùn)動員身穿這種電離子球衣參加世界杯，最終奪冠。

“讓我們設(shè)計成績”

1976年奧運(yùn)會前，美國鐵餅運(yùn)動員馬克·威爾金斯的最好成績是66.78米。大賽在即，如何通過訓(xùn)練進(jìn)一步提高成績？吃更多苦，流更多汗？美國人選擇了計算機(jī)技術(shù)。

運(yùn)動隊負(fù)責(zé)人聘請了計算機(jī)專家，研制出一種訓(xùn)練分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)能用高速攝影機(jī)拍攝運(yùn)動員的連續(xù)運(yùn)動過程，并迅速進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，用圖像反映出鐵餅出手后幾秒鐘內(nèi)的運(yùn)動軌跡和狀態(tài)，顯示出加速度、角度、角速度等各種運(yùn)動參數(shù)，并將這些參數(shù)與計算機(jī)的優(yōu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。教練利用這套系統(tǒng)對威爾金斯的動作進(jìn)行會診。經(jīng)計算機(jī)分析后發(fā)現(xiàn)，威爾金斯的技術(shù)動作中有兩處不合理：一是旋轉(zhuǎn)時鞋與地面摩擦系數(shù)過大，消耗了一部分能量；二是膝關(guān)節(jié)支撐技術(shù)有點(diǎn)小毛病。專家們認(rèn)為，如果這兩條都能有所改進(jìn)的話，威爾金斯保持的世界紀(jì)錄還能提高3米。

威爾金斯根據(jù)專家的建議進(jìn)行訓(xùn)練，真的將自己保持的世界紀(jì)錄由66.78米提高到70.86米。

這鼓舞了很多人，很多體育科研人員也自信滿滿地喊出口號：“讓我們設(shè)計成績！”

現(xiàn)在，用高科技幫助運(yùn)動員進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練早就不是什么秘密了。我們知道，劉翔的“翔之隊”中，就有一批“科學(xué)達(dá)人”，他們把劉翔的每一個瞬間記錄下來，利用專門的儀器對動作進(jìn)行技術(shù)分析，為訓(xùn)練提供科學(xué)依據(jù)。他們通過肌肉力量的監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)劉翔兩條腿的力量不平衡，教練根據(jù)這一數(shù)據(jù)，有針對性地制定了均衡劉翔腿部力量的計劃。

從“讓人興奮”到“制造超人”

1904年美國圣路易斯奧運(yùn)會，美國馬拉松運(yùn)動員托馬斯·西柯斯服用了大量混合了雞蛋清的“的士寧”——這是一種能使人中樞神經(jīng)興奮度提高的有毒性的藥物，一舉獲得金牌。這是現(xiàn)代奧運(yùn)史上有案可查的最早一例服用興奮劑的案子。

到今天，興奮劑的種類已從早期的只有少數(shù)幾種發(fā)展到9類100多種，而且已經(jīng)不只是“讓人亢奮”，還包括某些抑制人體某種機(jī)能的藥物，如有些藥能抑制和減輕疼痛，從而增強(qiáng)運(yùn)動員的信心。

興奮劑造成的后果不僅是使運(yùn)動成績虛假，同時也嚴(yán)重傷害著運(yùn)動員的健康。例如1960年，服用了興奮劑的丹麥運(yùn)動員克努德·詹森在進(jìn)行公路自行車比賽時就突然死亡。但“名譽(yù)”“金錢”這些東西仍讓很多運(yùn)動員不惜鋌而走險。1964年，東京奧運(yùn)會過后，國際奧委會的官員發(fā)現(xiàn)，滿地都是運(yùn)動員用過的注射針頭——從此，奧委會痛下決心向興奮劑宣戰(zhàn)。然而，這場戰(zhàn)爭非但遠(yuǎn)未取勝，更面臨著尖端科技的挑戰(zhàn)。

隨著人類遺傳密碼的破譯，許多基因藥物應(yīng)運(yùn)而生，人類以往感到束手無策的遺傳疾病，出現(xiàn)了治愈的希望?？茖W(xué)家給小白鼠后腿注射一種生長因子后，小白鼠的腿部肌肉力量增加了15%到30%。這個實驗的成功，原本是肌肉損耗病人和肌肉衰弱的老年人的福音，然而在雪片般飛向?qū)嶒炇乙螳@取這種生長因子的信件和電郵中，有相當(dāng)一部分來自運(yùn)動員和教練。這種新的“基因興奮劑”一旦進(jìn)入細(xì)胞，就能“悄悄”地讓運(yùn)動員強(qiáng)大起來，卻很難被檢測出來。

如果將增強(qiáng)上肢肌肉的基因注入標(biāo)槍運(yùn)動員的身體，98.48米的世界紀(jì)錄將很容易被打破；把促進(jìn)血紅細(xì)胞增長的基因注入馬拉松選手體內(nèi)，他就可以輕松跑進(jìn)2小時……打一針，我們可以跳得更高，跑得更快，爆發(fā)力更強(qiáng)，耐力更持久，訓(xùn)練？誰還訓(xùn)練！

甚至有人在預(yù)想，隨著科技的發(fā)展，我們完全可以利用“轉(zhuǎn)基因”技術(shù)，制造出能將白種人的體格、黑種人的耐力和黃種人的靈巧集于一身的“超級運(yùn)動員”！

高科技運(yùn)動裝備的出現(xiàn)，已經(jīng)讓很多人發(fā)出“到底是運(yùn)動員在比賽還是泳衣球鞋在比賽”的質(zhì)疑聲，如果“制造超人”成為現(xiàn)實，到底是幸，還是不幸？

科學(xué)是一把雙刃劍，它能讓比賽變得更刺激、更好看，也可能讓體育完全背離體育精神——而這種精神才是我們真正熱衷于體育、感動于體育的原因。

讓我們利用而不是濫用科技。