□陳育和 趙小蒿

舞動冰雪天

□陳育和 趙小蒿

一、冰上舞者

1、滑冰的歷史

一提到冰上運(yùn)動首先就讓我們想到熟悉的滑冰?；\(yùn)動有著悠久的歷史，古代生活在寒冷地帶的人們，在冬季冰封的江河湖泊中以滑冰作為交通運(yùn)輸?shù)氖侄?。以后，隨著社會的進(jìn)步，逐步發(fā)展為滑冰游戲，直到現(xiàn)代速滑運(yùn)動誕生。

滑冰運(yùn)動的發(fā)展，從滑冰工具的改進(jìn)上就可以看得出來。從10世紀(jì)開始，出現(xiàn)用骨制的冰刀滑冰。到1250年左右，荷蘭盛行將釘在木板上的鐵制冰刀綁在鞋上在冰面上滑行。17世紀(jì)，鐵制冰刀有了改進(jìn)，有人發(fā)明了管式鐵制冰刀，使速滑運(yùn)動有了新的發(fā)展。

國際性速滑比賽，始于19世紀(jì)末。1889年，在荷蘭的阿姆斯特丹舉行了第一屆國際速滑比賽。參加的國家有荷蘭、挪威等13個(gè)國家，它們還商定以后每年舉行一次世界性比賽。1892年，正式成立了國際滑冰聯(lián)盟，它負(fù)責(zé)組織比賽的項(xiàng)目有速度滑冰和花樣滑冰，并規(guī)定每年舉行一次世界男子速滑錦標(biāo)賽。1893年，舉辦了第一屆世界男子速滑錦標(biāo)賽；1936年，舉辦了第一屆世界女子速滑錦標(biāo)賽。1924年，第一次舉行冬季奧運(yùn)會上，僅設(shè)男子速滑的比賽項(xiàng)目；直至1960年，才增加了女子速滑比賽項(xiàng)目。

國際速滑運(yùn)動的發(fā)展，促進(jìn)了速滑成績的不斷提高。20世紀(jì)50年代以前，都是挪威和芬蘭的選手稱雄冰場，世稱為“北歐派”。在50年代，蘇聯(lián)速滑運(yùn)動逐漸崛起，在第七、第八、第九屆冬季奧運(yùn)會上蘇聯(lián)獲得的金牌最多，占據(jù)了絕對優(yōu)勢。到了60年代，挪威、瑞典和蘇聯(lián)的冰上健兒們互爭短長。中國運(yùn)動員也開始在比賽上暫露頭角，其中王金玉和羅致煥曾打破世界男子全能紀(jì)錄，羅致煥還獲得了一枚世界錦標(biāo)賽的金牌。70年代初，荷蘭的A·申克曾多年保持世界紀(jì)錄。進(jìn)入80年代的第十三屆冬季奧運(yùn)會，它是一次很具有標(biāo)志性的冬奧會，這次比賽顯示出現(xiàn)代速滑已達(dá)到很高的水平——在男女9個(gè)項(xiàng)目的比賽中，有63人共打破106次奧運(yùn)會紀(jì)錄，打破1項(xiàng)世界紀(jì)錄。這次比賽中歐美爭奪激烈，過去威震冰壇的挪威和蘇聯(lián)的成績下降，而美國的海登獨(dú)得5枚金牌，成為一時(shí)之雄。

中國的滑冰活動歷史悠久，早在宋代就出現(xiàn)了由滑雪發(fā)展而來的“冰嬉”。元代以后，“冰嬉”更為盛行，而且規(guī)模更大。明代有了關(guān)于“冰床、冰擦”的記載，清代乾隆年間，更設(shè)“技勇冰鞋營”，并有一套嚴(yán)格的管理制度和訓(xùn)練方法，管理機(jī)構(gòu)稱為“冰處”。據(jù)《清文獻(xiàn)通考》記載：“每年十月，各族選善走冰者二百名，內(nèi)務(wù)府預(yù)備冰鞋、行頭等項(xiàng)，每到冬至后，皇帝到瀛臺等處看表演冰嬉?！?/p>

19世紀(jì)末，現(xiàn)代滑冰運(yùn)動自歐洲傳入中國，速滑運(yùn)動逐漸成為北方群眾所愛好的冬季運(yùn)動項(xiàng)目。早在1935年，在北京就舉行過一次滑冰比賽。而在1943年2月，革命圣地延安也曾舉行過一次冰上運(yùn)動會，其中就設(shè)有男、女100米速滑等項(xiàng)目。

中華人民共和國成立后，參加速滑運(yùn)動的人逐年增多，尤其是是廣大青少年。從地域上來講，哈爾濱、長春、齊齊哈爾、吉林等地的群眾性冰上運(yùn)動開展得最為活躍。1953年2月，哈爾濱市舉行了第一屆全國冰上運(yùn)動會，有六個(gè)單位參加了速滑比賽，創(chuàng)造了中國第一批速滑紀(jì)錄。之后相繼涌現(xiàn)出一批優(yōu)秀運(yùn)動員王金玉、羅致煥、王淑媛等。

自我國改革開放后到現(xiàn)在，相繼又出現(xiàn)了王秀麗、葉喬波、劉洪波、于鳳桐和王北星等世界級的高手。

2、滑冰的裝備

從早期的國際比賽開始，比賽場地都呈長圓形，一種場地的賽道周長為330米，和標(biāo)準(zhǔn)的自行車場地一樣。另一種為400米，和標(biāo)準(zhǔn)田徑場一樣。上世紀(jì)80年代以后，都改為400米跑道。而且，基本都是室內(nèi)館，因?yàn)檫@既能擺脫天氣因素的影響，還能提高比賽成績。

速滑冰刀一般是用鉚釘或穿釘與冰鞋固定在一起的，越穩(wěn)固越好，19世紀(jì)中葉，挪威人鮑森發(fā)明了鐵制冰刀和皮質(zhì)冰鞋（也被稱為挪威刀），這就是現(xiàn)代冰鞋的開始。

后來，荷蘭工程師格瑞特·彥·范·因根·舍諾于1985年起開始研制一種新型冰鞋刀，最終于20世紀(jì)90中期發(fā)明了一種刀后跟能與鞋跟分離的冰刀叫“克萊普”冰刀，又俗稱趿拉板。這種刀的發(fā)明靈感據(jù)說來源于古典滑雪的雪板。這種冰刀的出現(xiàn)大大提高了滑行速度，使世界紀(jì)錄有了長足的進(jìn)步。1998年日本長野舉行的冬奧會上，速度滑冰的世界紀(jì)錄幾乎全部被打破，接著在2002年美國鹽湖城冬奧會上,所有世界紀(jì)錄又再次被刷新，趿拉板冰刀的發(fā)明和使用帶來了一場“冰上革命”。目前最著名的品牌鞋有海盜、楓葉等，我國國產(chǎn)的品牌有黑龍、飛航和雪豹等。

我們在奔跑和跳躍時(shí)，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的肌群能按照自然順序協(xié)同工作，但在傳統(tǒng)的滑冰動作中，由于冰鞋和冰刀前后兩端固定，完成蹬冰動作時(shí)如果伸展踝關(guān)節(jié)就會招致刀尖“刨冰”，輕則增加阻力，重則失去平衡，因此必須控制踝關(guān)節(jié)、跖屈，并將“鎖踝”作為技術(shù)要領(lǐng)，這樣滑冰就將踝關(guān)節(jié)肌群的力量“扼殺”，只靠膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)肌群來“干活”了。克萊普冰刀的巧妙構(gòu)思是，將冰刀的前刀托用鉸鏈和冰鞋連接，后刀托可以和冰鞋隨時(shí)分離。其核心價(jià)值在于“解放”腳踝，使運(yùn)動員在重心前移時(shí)，后刀托與鞋跟自動脫開，于是踝關(guān)節(jié)、跖關(guān)節(jié)都可以在蹬冰的最后階段自由伸展，并依然保持冰刀“全刃著冰”。而膝關(guān)節(jié)力量也因此得以更充分發(fā)揮?？巳R普冰刀實(shí)際上將傳統(tǒng)冰鞋足部繞刀尖轉(zhuǎn)動變?yōu)槔@腳掌轉(zhuǎn)動，身體“重臂”為之縮短，同時(shí)克服了蹬冰時(shí)重心主要橫向移動的弊端，使身體重心能夠縱向前移。統(tǒng)計(jì)表明，克萊普冰刀能將中長距離比賽的滑行速度提高5%，平均每圈400米要快1秒到1.5秒。

這場“冰上革命”不僅僅是冰刀，冰鞋和滑冰服也有了很大的改進(jìn)。譬如冰鞋跟部用環(huán)氧樹脂，鞋內(nèi)加有多層碳纖維可根據(jù)運(yùn)動員的腳型進(jìn)行熱定型，使運(yùn)動員滑起冰來“得心應(yīng)腳”。著名的有海盜viking和楓葉maple等。當(dāng)然還有專門踩腳模定做的鞋，特別有名的如美國的“MARCHESSE”，穿上這種鞋能使腳型特別的運(yùn)動員活動游刃有余。

那么，為什么冰刀不能在水泥、玻璃、鋼板上滑行，卻能在冰面上翔舞自如、“游刃有余”呢？這是因?yàn)?，冰刀的壓力使冰的熔點(diǎn)降低，同時(shí)因?yàn)槟Σ辽鸁?，?dǎo)致接觸點(diǎn)的冰迅速融化，于是產(chǎn)生了一層薄薄的水膜，在冰刀和冰面間起潤滑作用。也有不少科學(xué)家始終質(zhì)疑這一解釋，認(rèn)為僅憑冰刀的壓力和運(yùn)動的摩擦遠(yuǎn)不足以使冰面融化。近年來的研究已經(jīng)證實(shí)，冰即使在環(huán)境溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)的情況下，表面也會形成厚度由幾個(gè)水分子到幾千個(gè)水分子構(gòu)成的液態(tài)層，這是因?yàn)楸鶎觾?nèi)的每個(gè)水分子都被上下左右其他相鄰分子所“固定”，而表面水分子則只能與“下層”分子連接，垂直振動速度更快，于是失去穩(wěn)定的晶體結(jié)構(gòu)，即使在遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)的溫度下也會表現(xiàn)為“半液體”狀態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)的重大意義在于，冰的“光滑”主要是自身的天然屬性，而不是來自外力的作用。

冰刀在冰面上滑行示意圖

滑冰無疑是最舒展流暢、輕盈靈巧的運(yùn)動之一，運(yùn)動員身體蹲屈，兩腿交替，蹬冰、收腿、下刀、滑進(jìn)，風(fēng)馳電掣般掠過冰面，身后留下美麗的弧線?；袝r(shí)我們追求最小的阻力，但蹬冰獲得動力時(shí)，又需要有最大的阻力。因此身體重心所在腳的冰刀長軸必須與前進(jìn)方向一致，蹬冰腳的用力方向卻要與冰刀長軸垂直，靠鋒利的刀刃“切入”冰層去“啃冰”。這和我們常見的菜刀的刀刃大相徑庭，冰刀的刀刃是一個(gè)拱形的凹槽。中長距離速滑冰刀要保持較好的直線性，因此刀身較長；短道速滑冰刀的刀身相對較短并較高，以便于在彎道上弧線前進(jìn)和傾斜度很大時(shí)冰鞋不會接觸冰面。而冰球運(yùn)動員左奔右突，花樣滑冰運(yùn)動員翻騰跳躍，對靈活多變的要求勝過對直線速度的要求，因此冰刀的刀身短、刀刃利、刀槽深，前端一排“鋸齒”能夠更好控制急轉(zhuǎn)驟停。

速度滑冰是講究速度的運(yùn)動，所以減少風(fēng)阻，提高速度就是第一位的。上世紀(jì)60年代以前一般只穿毛衣毛褲或簡單的尼龍服裝，而70年代后出現(xiàn)了氨綸材料的速滑服裝，迄今很多著名的運(yùn)動服生產(chǎn)廠家爭相研制高技術(shù)材料的高性能符合人機(jī)科學(xué)和空氣動力學(xué)原理的服裝，以耐克、美津濃和迪桑特等廠家為代表。特別是耐克公司研制的服裝從面料到科技含量尤為突出。另外又為適應(yīng)短道比賽身體接觸較多的情況，研制出防切割的速滑服，則大大保證了運(yùn)動員的身體安全。

克萊普冰刀

克萊普冰刀滑行

短道速滑

二、雪地上的精靈

1、漫話滑雪

滑雪是一項(xiàng)很高雅的冬季運(yùn)動，它以其既浪漫又刺激的運(yùn)動特點(diǎn)，受到了越來越多的人的歡迎。關(guān)于它的起源說法現(xiàn)在有兩種，一種是說這項(xiàng)運(yùn)動起源于北歐的挪威。早在五千年前，當(dāng)人們的生產(chǎn)條件還很落后的時(shí)候，人類為了在惡劣的自然環(huán)境中生存，發(fā)明了可以代替行走的滑雪板，它的應(yīng)用使得人們可以在浩瀚的森林中任意馳騁追尋獵物。

另一種說法則認(rèn)為，中國新疆的阿勒泰地域才是世界滑雪的最早起源地。經(jīng)中國滑雪專家、考古專家13年的研究考察，根據(jù)滑雪運(yùn)動的特點(diǎn)、起源的條件、與人類早期狩獵生活的關(guān)系等，又參考了國外的一些史料信息，確認(rèn)新疆阿勒泰地域具備了人類滑雪起源的一切基本條件，特別是對阿勒泰市郊汗德尕特鄉(xiāng)一個(gè)古老巖棚中古人繪畫的一組人物抽象圖案進(jìn)行分析鑒定后，認(rèn)定巖畫中的人物行態(tài)為滑雪的動作，而繪畫的時(shí)間為1~3萬年前。這充分證實(shí)了古阿勒泰人比北歐人至少早幾千年就開始了滑雪活動。2006年12月15日由中國滑雪協(xié)會、新疆維吾爾自治區(qū)博物館、西北大學(xué)、新疆阿勒泰市政府聯(lián)合在北京人民大會堂舉行新聞發(fā)布會，隆重發(fā)布了人類滑雪起源的《阿勒泰宣言》，2007年1月，上?！按笫澜缁崴怪睢苯o予了認(rèn)證。

2、滑雪板

滑雪板是運(yùn)動員必不可少的基本裝備。人在雙腳站立時(shí)，對地面的壓強(qiáng)約15000帕，行走在積雪沒脛的原野上，每一腳都要把松軟的雪壓實(shí)，因此會消耗許多能量而“舉步維艱”?；┌鍖⒉妊┟娣e增加了20倍，腳對雪的壓強(qiáng)也減少到原來的1/20，人便被這雙“大腳板”托在雪的表面上而能夠“暢行無阻”了。

過去多用尖頭雪板，后來為了更好控制雪板和加大回轉(zhuǎn)半徑，又出現(xiàn)了大頭板，目前一直使用，不過在制作工藝和材料上有了很大改進(jìn)，其中加入了很高的科技含量，如有的雪板利用中加入GPS芯片，這使得滑雪者在遇到危險(xiǎn)時(shí)救援者能準(zhǔn)確找其位置。

滑雪板示意圖

另外這種頭尾較寬、腰部較細(xì)，形如“沙漏”新型滑雪板，施力后會形成一定弧度“引導(dǎo)”轉(zhuǎn)彎?；┌逶蕉?，“板腰”越窄，轉(zhuǎn)動半徑就越小，沒有彎曲變形的滑雪板是無法轉(zhuǎn)彎的?，F(xiàn)代滑雪板能在運(yùn)動員跌倒后自動“脫扣”以策安全。而為了減小摩擦和保護(hù)滑雪板，“打蠟”從來是運(yùn)動員必須掌握的重要技巧，要根據(jù)雪質(zhì)的干濕去認(rèn)定打蠟的多少和蠟質(zhì)。

滑雪回轉(zhuǎn)姿勢

CM：人體質(zhì)心W：重力Fload：雪面荷載FN：荷載與重力的法向分力Flat：荷載與重力的側(cè)向分力FC：離心力Φ：人體傾角α：雪面坡度

3、高山滑雪和跳臺滑雪

高山滑雪

雪的表面也許是地球上最神奇的表面之一，固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的水在雪地上同時(shí)并存且相互作用，形成復(fù)雜的物理特性?；┻\(yùn)動可以看成人-板系統(tǒng)重心轉(zhuǎn)動和曲線運(yùn)動的合成。高山滑雪是重力勢能轉(zhuǎn)化為動能的直接體現(xiàn)，體重大的運(yùn)動員會獲取更大的動力，因此會滑得更快。大、小回轉(zhuǎn)時(shí)不僅靠手中的雪杖像船篙一般改變行進(jìn)方向，更要靠身體傾斜讓滑雪板底面和雪面形成一個(gè)夾角。高速滑行的邊刃“刻”入雪地后，“側(cè)面切削”的橫向摩擦力和滑雪板邊緣相垂直，提供了人體曲線運(yùn)動的向心力。

跳臺滑雪是冬奧會中最壯觀而刺激的項(xiàng)目。從100多米長的助滑道俯沖而下，37度的陡坡到末段急劇減小為11度左右的緩坡，運(yùn)動員在起跳點(diǎn)以每小時(shí)100公里的速度騰空而起，展開又寬又長的滑雪板“飛行”約6秒鐘，落在90米或120米處的K點(diǎn)。巍巍跳臺雖然高達(dá)幾十米，但運(yùn)動員身體和地面相對高度卻始終不過數(shù)米，斜坡的弧度和運(yùn)動員在空中的拋物線軌跡大致平行。當(dāng)運(yùn)動員最后以極小的角度落地時(shí)，垂直于地面的沖擊力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于三級跳遠(yuǎn)之類的田徑項(xiàng)目，何況還有40厘米厚的雪層緩沖，難怪總會是“有驚無險(xiǎn)”。跳臺滑雪既可看成一次人體的“下斜拋運(yùn)動”，也可以看成一次“飛行物”的“起飛”和“著陸”演練。

跳臺滑雪

4、人工造雪

1932年2月普萊西德湖冬奧會的最大危機(jī)來自氣候的反常，驟然升高的溫度導(dǎo)致賽場冰雪消融，不少項(xiàng)目只能勉為其難在溏薄的殘雪中進(jìn)行，讓運(yùn)動員摔得鼻青臉腫。1964年因斯布魯克冬奧會“萬事俱備，只欠降雪”，在1958年未遇的暖冬中，奧地利緊急動用軍隊(duì)從山頂運(yùn)來2萬立方米積雪“救場”。但開幕式前賽場又遭降雨破壞，一名奧地利滑雪運(yùn)動員和一名英國雪撬運(yùn)動員在訓(xùn)練中喪生?？梢姸瑠W會成敗的關(guān)鍵是“與天氣合作”。到了1988年卡爾加里冬奧會，攝氏18度的熏風(fēng)吹化了滿場冰雪，致使賽程拖延了16天并擱置了不少項(xiàng)目。但多虧強(qiáng)大的人工造雪機(jī)支撐危局，使高山滑雪等能夠繼續(xù)進(jìn)行。打從1980年普萊西德湖首次使用人工造雪，冬奧會已經(jīng)開始改變完全“靠天吃飯”的宿命了。

1964年奧地利士兵為冬奧會運(yùn)雪

大氣中的水在攝氏0度下能以微小塵埃為“凝聚核”，結(jié)晶成六角輪廓、形態(tài)對稱的美麗雪花。人工造雪便是對大自然降雪機(jī)制的粗略模擬，將水進(jìn)行充分霧化后，通過高壓泵和排風(fēng)扇噴射到寒冷的空氣中，讓這些細(xì)小的水滴迅速結(jié)晶?？茖W(xué)家用細(xì)菌發(fā)酵生成的一種親水蛋白作為理想的“凝聚核”添加到水中，不但能使水霧更快、更完全“落地成雪”，還能使結(jié)晶溫度上升到攝氏2至3度。早期“雪炮”噴射出來的“雪”其實(shí)是微小的冰粒，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人工造雪已經(jīng)越來越接近于自然界的雪花了。

雪花的多種形狀

人工造雪機(jī)

A：空氣B:水C:霧化水D:冰晶E:-2°C氣溫F:人造雪

奧運(yùn)會對人工造冰技術(shù)的應(yīng)用要早得多。1908年倫敦奧運(yùn)會花樣滑冰便在人工冰場舉行。1988年卡爾加里冬奧會首次建造了全封閉的室內(nèi)速滑體育館。各式各樣的人工冰場在當(dāng)今世界已經(jīng)隨處可見。人工冰場的制冷原理和家用電冰箱大同小異。我們都知道一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水會在100攝氏度時(shí)沸騰并吸收大量熱，而沸點(diǎn)為-29.8度的氟利昂在電冰箱內(nèi)的蒸發(fā)器中“沸騰”同樣會帶走大量熱使冰箱制冷，然后壓縮機(jī)將低溫低壓的氣態(tài)氟利昂變成高溫高壓蒸汽送進(jìn)散熱器，在這些“暖氣片”中放出熱量重新變成高壓常溫的液態(tài)氟利昂并開始下一輪循環(huán)。我們不妨把人工冰場看成一個(gè)敞開的、攤平的、放大的電冰箱。這里代替氟利昂的制冷劑常常是沸點(diǎn)為-33.4攝氏度的氨，將高壓下的液態(tài)氨送到冰場水泥層的密集排管中汽化，再將帶走的熱量散發(fā)到外部環(huán)境，人工冰場便能“地凍三尺”了。人們很早就發(fā)現(xiàn)在積雪的道路上撒鹽能加快雪的融化，試驗(yàn)表明，氯化鈉溶液在濃度為23%的“共晶點(diǎn)”時(shí)凝固點(diǎn)最低，為-21.1攝氏度。而濃度為30%的氯化鈣凝固點(diǎn)為-51.6攝氏度。因此現(xiàn)代人工冰場更多用低溫鹽水或乙二醇作“載冷劑”，流過水泥層網(wǎng)管“間接制冷”，取代氨的直接蒸發(fā)。

電冰箱工作流程A：蒸發(fā)室B：壓縮機(jī)C：冷凝器

人工冰場剖面圖

人工制造冰雪的工藝非常復(fù)雜?！耙粚愚粚印钡谋韵露贤匡棾砂咨r底，噴繪出鮮明的場地畫線和圖標(biāo)廣告，再由8至10層薄冰緊密構(gòu)成4厘米厚的運(yùn)動冰面。冰球運(yùn)動需要較“硬”的冰場，冰面溫度以-5攝氏度為宜，速滑則要求冰面溫度在-2至-3攝氏度之間。冰場的熱負(fù)荷計(jì)算，熱交換控制和日常維護(hù)管理都少不了專門的里手行家。

至于那些“橫空出世”的雪橇滑道，也可以視為拉長、卷曲、彎環(huán)、陡峻的人工冰場。1600米滑道的水泥結(jié)構(gòu)從底槽到護(hù)墻布滿了鋼鐵的“末梢血管”，千余噸氨水如同神奇的“冷血”，沿著中心機(jī)房伸出的“動脈”“靜脈”循環(huán)不息，維持著這條“玉龍”零下11攝氏度的“體溫”。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和幾十個(gè)傳感器隨時(shí)監(jiān)控滑道上的微小變化。由于工程浩大和造價(jià)昂貴，目前全世界僅有12條人工冰橇滑道。

工人在修建雪橇滑道

最令人嘆服的景觀要數(shù)阿聯(lián)酋名城迪拜的超級室內(nèi)滑雪場了。這個(gè)氣溫高達(dá)60攝氏度的火爐國家從來與冰雪無緣，如今卻擁有了相當(dāng)于三個(gè)足球場大小的“冰雪世界”，可供千余人同時(shí)滑冰滑雪。這給這個(gè)就連降雨都很少見，更別說降雪的沙漠之國來說無疑增加了冰天雪地的景象。