讓人類更快、更高、更強的科技

馬佳

夏季奧運會：科技革命的主戰(zhàn)場

不論在什么樣的比賽場上，用于提高選手成績的高科技裝備大多在空氣動力學(xué)或是流體力學(xué)，以及裝備的材料性能上做文章。

戰(zhàn)衣

說起“戰(zhàn)衣”，就不得不提到曾叱咤泳壇近十年的“鯊魚皮”（學(xué)名FASTSKIN）。鯊魚皮采用的特殊纖維模仿了鯊魚的皮膚結(jié)構(gòu)，能引導(dǎo)周圍的水流，減少水阻力，把前進速度提高3%～7.5%。接縫處模仿人類的肌腱，采用超聲縫合技術(shù)，使得整件泳衣幾乎沒有接縫，阻力降低到最低。此外，聚氨酯纖維還可以增加運動員在水中的浮力。

2000年悉尼奧運會上，澳大利亞人伊恩·索普穿著鯊魚皮一舉奪得3枚金牌，使得鯊魚皮泳衣名震泳界。在2008年的北京奧運會上，“鯊魚皮”絕殺了94%的游泳金牌，刷新了23項世界紀錄。不過在“鯊魚皮”連破世界紀錄后，針對這種“高科技興奮劑”的爭議卻越來越激烈。國際泳聯(lián)迫于壓力在2009年出臺《迪拜憲章》，決定從2010年1月起全面禁止在比賽中使用高科技泳衣。

雖然“鯊魚皮”被禁，但體育科技對“戰(zhàn)衣”的改造遠沒有結(jié)束。2012年倫敦奧運會前，澳大利亞一家名為海德茲的公司，為馬術(shù)比賽中的馬兒設(shè)計了一款塑身衣，使用“分度壓縮”系統(tǒng)幫助馬在訓(xùn)練奔跑時減震，并促進血液循環(huán)，還采用了一種特殊的水分控制面料讓馬時刻保持皮膚干爽，在賽后減少肌肉酸痛。

高手過招，往往只差毫厘。在世界頂尖的短跑賽場上，0.1秒甚至0.01秒的優(yōu)勢都很重要。2012年倫敦奧運會上，部分跑步選手身著耐克公司升級款運動服（Nike Pro TurboSpeed）出戰(zhàn)。這款高科技運動服采用局部空氣動力學(xué)原理，根據(jù)高爾夫球表面的“小酒窩”能讓球飛得更遠的特性，在運動員奔跑時產(chǎn)生阻力最大的肩部、臂部和小腿部分采用了類似的“小酒窩”設(shè)計，從而實現(xiàn)對經(jīng)過身體表面的流動空氣的引導(dǎo)，達到幫助運動員減少迎風阻力的效果。據(jù)耐克公司官方的說法，這款“最快的運動服”可以幫助100米跑選手成績提升0.23秒。

戰(zhàn)靴

還記得2008年北京奧運會上牙買加短跑名將博爾特把男子100米跑世界紀錄刷新到9秒69后與“黃金戰(zhàn)靴”合影的情景嗎？博爾特如此喜歡這雙彪馬跑鞋（PUMA Complete Theseus II），不僅僅是因其展示了他飛揚的個性和時尚品位，也因為它具備十足的科技含量。

跑鞋的中底采用注入式熱塑性聚氨酯彈性體橡膠（TPU）打造前掌和后跟，提供了足夠的支撐；搭配由超級彈性膠制成的雙蜂窩系統(tǒng)（Duo Cell），提供了有效的減震和舒適的足感；魚鱗紋路的網(wǎng)狀真皮鞋面提供了良好的透氣性；整雙鞋超輕的重量還減少了體能消耗。難怪博爾特毫不吝嗇他的贊美：“這是我穿過的最好的短跑鞋。它擁有我所需要的支撐力，又很輕盈，同時還擁有一個柔韌的鞋面?！?/p>

一直在不遺余力地推進體育科技創(chuàng)新的英國拉夫堡大學(xué)體育技術(shù)和創(chuàng)新學(xué)院的邁克·卡因教授表示，體育裝備的“定制”，并不僅僅是在鞋子上寫上運動員的名字或者提供專屬的顏色，真正的改變是根據(jù)運動員不同的足部特征，采用幾何學(xué)與生物機械學(xué)的測量和研究，讓鞋底的柔韌度和堅硬度等參數(shù)與運動員達到最契合的程度。

戰(zhàn)具

在需要借助器械的競賽中，器械本身的設(shè)計和所用的材料是決定運動員最終成績的一個很重要因素。

撐竿跳高是借助撐竿彎曲時積聚的彈力，在撐竿展伸釋放時將運動員“彈”過障礙竿，因此，撐竿跳高的成績與撐竿的質(zhì)地和運動員跳躍的高度關(guān)系十分密切。撐竿的材料經(jīng)歷了木桿、竹竿、金屬竿、玻璃纖維復(fù)合竿、碳纖維塑料復(fù)合竿幾個階段。竹竿把木桿時代3.3米的最好記錄提高到了4.77米；而更輕、更有韌性的玻璃纖維竿和碳纖維竿又把紀錄向上提升了1米多。

現(xiàn)在的碳纖維撐竿分為三層：外層是高強力的碳素纖維，保證撐竿既柔韌又結(jié)實；中間是碳素纖維質(zhì)地的帶狀織物；里層是繃帶狀的玻璃纖維，以防撐竿斷裂或扭結(jié)。目前撐竿跳高的男女世界紀錄分別是6.16米和5.06米，由法國人拉維萊涅和俄羅斯“撐竿女皇”伊辛巴耶娃創(chuàng)造。

除了跳高撐竿外，力學(xué)性能優(yōu)異的碳纖維材料幾乎應(yīng)用在所有可能用到的體育器材上，網(wǎng)球拍、羽毛球拍、自行車架、弓箭、賽艇，等等。

冬季奧運會：科技營造冰天雪地

冬奧會上科技力量也絲毫不示弱。2014年冬奧會的舉辦地索契地處亞熱帶氣候區(qū)，是冬奧會有史以來最溫暖的舉辦地，組委會引入了一批可根據(jù)天氣狀況自動調(diào)節(jié)進程的高科技人工造雪機，即使在20℃的氣溫下照樣能造雪，提前為冬奧會的科技元素熱了身。

戰(zhàn)衣

跟夏季奧運會一樣，運動員的穿著也是各種科技創(chuàng)新的重頭戲。

美國安德瑪公司（Under Armour）利用動作捕捉技術(shù)收集速滑選手冰面動作的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)過成百上千小時的風洞測試尋找最佳面料，再運用航空航天工程學(xué)的技術(shù)分析通過人體的氣流，最后打造出了更符合空氣動力學(xué)原理的的滑冰服（Under Armour Mach 39），供速滑運動員使用。

加拿大速滑隊的科技也不遜色。短道速滑名將查爾斯·哈梅林（Charles Hamelin）在賽前就表達了對采用了新的空氣動力學(xué)原理的氨綸緊身衣的信心，“這里面有織物的空氣動力學(xué)考慮，我們被告知這個面料會更快、更舒適，毫無疑問對提高成績更有好處?！痹谶@款速滑衣的幫助下，他拿下了1500米速滑的金牌。

此外，加拿大和俄羅斯的滑雪運動員滑雪服上使用了名為“輕軌”的新型拉鏈。和傳統(tǒng)的PU拉鏈相比，新拉鏈閉合性能更好，且更輕盈、富有彈性，大大提高了外套的防水性能。

護具

索契冬奧會上還出現(xiàn)了由乙烯基腈做材料的新型滑雪頭盔。相較于以往由可發(fā)性聚苯乙烯打造的、只能應(yīng)付較低程度撞擊的頭盔，新頭盔即使遇到強烈撞擊也會迅速還原，使運動員得到更有效的保護。護目鏡也出現(xiàn)了往智能穿戴發(fā)展的趨勢，它頂部內(nèi)置了高清攝像頭，可以在滑雪過程中錄制高清視頻，還可以通過WIFI與專用智能手機應(yīng)用連接，傳輸視頻及圖像。

戰(zhàn)具

納米技術(shù)已經(jīng)在很多領(lǐng)域大顯身手，如今也開始在體育科技中嶄露頭角。在索契冬奧會上，美國高山滑雪運動員朱莉婭·曼庫索（Julia Mancuso）就首次使用了一種新的碳納米管滑雪板。

碳納米管于1991年被首次發(fā)現(xiàn)，是一種具有特殊結(jié)構(gòu)的一維量子材料，因其質(zhì)量輕、柔韌性強和硬度高的特點，迅速而廣泛地應(yīng)用到包括碳材料計算機、水下?lián)P聲器等領(lǐng)域。碳納米管滑雪板依靠碳納米管把滑雪板各層固定在一起，可以在不平整的路面保持穩(wěn)定，分散和降低以往玻璃纖維或鋼制的滑雪板在路面顛簸時引起減速的震動。

殘疾人奧運會：科技新戰(zhàn)隊

運動對幫助肢體傷殘的人康復(fù)以及恢復(fù)自信有積極的作用。殘疾人奧林匹克運動會始辦于1960年，是專為身心有障礙的殘疾人舉行的世界大型綜合性運動會。目前殘奧會也有夏冬之分，在每屆夏季奧運會和冬季奧運會之后的相同城市舉行。

刀鋒戰(zhàn)士

提到殘奧會，你是不是也會首先想到奧斯卡·皮斯托瑞斯（Oscar Pistorius）呢？這個著名的南非殘疾運動員從小就做了截肢手術(shù)，但這并不妨礙裝上義肢的皮斯托瑞斯展現(xiàn)自己的運動天賦。

走上跑道僅僅一年之后，17歲的皮斯托瑞斯穿著“豹式刀片式義肢”旋風般地成名。這種J形義肢由50～80層碳纖復(fù)合材料構(gòu)成，當其受到外部力量沖擊，能夠吸收過大的壓力，存儲能量，從而有效地緩沖使用者膝蓋、臀部以下腰椎要承受的壓力。當腳趾脫離地面時，假肢會恢復(fù)到原來的形態(tài)，從而釋放出所存儲的一定比例的能量，推動使用者向前邁進。人類筋腱的自然彈力是95%，皮斯托瑞斯的“刀鋒”能提供92%的回彈力，而且皮膚和義肢之間的連接也很舒適。正是在它的幫助下，皮斯托瑞斯創(chuàng)造了殘疾人100米、200米和400米短跑的世界紀錄，被稱為“刀鋒戰(zhàn)士”。

戴著一副碳纖維義肢的皮斯托瑞斯還參加了2012年的倫敦奧運會，與肢體正常的運動員在400米的跑道上較量，并在預(yù)賽中取得了不錯的成績，晉級半決賽。這讓他成為了夏季奧運會歷史上第一位雙腿截肢的運動員。

F1技術(shù)助陣輪椅大戰(zhàn)

2012年倫敦奧運會上，主場作戰(zhàn)的英國殘奧隊使用了整體重量只有2千克的碳纖維輪椅。這款輪椅經(jīng)過了風洞測試，運用了F1邁凱輪車隊開發(fā)的尖端跟蹤技術(shù)來檢測其操控性能，還運用了寶馬公司設(shè)計制造的融入了F1尖端科技的泡沫座椅。為了更好地達到“人椅合一”的效果，這款座椅還采用了“私人訂制”的方式，讓運動員坐在全方位掃描椅上接受掃描，捕捉精確的坐姿。

英國男子輪椅籃球隊隊員在使用過這種“超級輪椅”后表示，這種超輕而合身的輪椅可以讓他在相撞后更快地脫身，而且能穩(wěn)定而快速地轉(zhuǎn)彎，大大提高了自己的競技能力。

科技極限還是運動極限

2012年倫敦殘奧會上，刀鋒戰(zhàn)士皮斯托瑞斯在200米項目中落敗后，抱怨來自巴西的對手是使用了加長尺寸的“刀鋒”而取得獲勝的優(yōu)勢。這也讓我們反思，到底是“刀鋒”贏了“刀鋒”，還是“戰(zhàn)士”打敗了“戰(zhàn)士”？

在這個科技創(chuàng)新橫掃競技體育賽場的時代，科技也讓奧林匹克格言“更快、更高、更強”的意義變得更加復(fù)雜。體育需要科技來開發(fā)人的潛能，科技也需要體育激發(fā)它的創(chuàng)新，如何處理兩者的關(guān)系，成為當今體育運動的一個新問題。很多人在反思、探討“科技興奮劑”在賽場上存在的必要性和合理性，也有很多人認為，高科技的應(yīng)用已經(jīng)讓很多體育比賽不再是個人身體和技術(shù)的比拼，而成為裝備器材的比拼；而科技力量比拼的背后實際上也是經(jīng)濟實力的比拼，這有失體育比賽公平競爭的精神。

事實上，國際體育組織并不鼓勵那些單純?yōu)樘岣吒傎惓煽兌羞`體育原則的技術(shù)手段。比如國際自行車聯(lián)盟早在1996年就頒布了《盧加諾章程》，限定了自行車設(shè)計的范圍，并明確禁止了職業(yè)車隊在比賽中使用空氣動力學(xué)設(shè)計的附件；在越來越像賽車性能比拼的F1賽場上，國際汽車運動聯(lián)合會也對賽車引擎、底盤、懸架系統(tǒng)及輪胎全方位設(shè)限，不希望因為科技力量的不平衡拉開太大差距；國際泳聯(lián)也禁止使用“鯊魚皮”。但這樣的禁令并沒有阻止科技在“更快”的道路上繼續(xù)創(chuàng)新。

科技助力體育，原本是大大的利好，但競技體育最終的結(jié)果是要挑戰(zhàn)人類的科技極限還是運動極限？這個問題的根本，在于運動員是科技的主人，還是科技的仆人？

體育科學(xué)是門綜合性科學(xué)，人體在體育活動中的運動規(guī)律，各項運動的技術(shù)特點、訓(xùn)練規(guī)律，體育運動的各種社會功能、社會現(xiàn)象、發(fā)展規(guī)律等等，都是它的研究對象。而競技賽場上的體育科技只是體育科學(xué)里細微的一環(huán)，當然，也是最容易被大眾感知、最吸人眼球的一環(huán)。

對于職業(yè)運動員來說，高科技應(yīng)該是對天賦與汗水的錦上添花，它不能成為給投機取巧者的雪中送炭。如果沒有十年磨一劍的努力，無論請來多少高科技助陣，也很難成為冠軍。就像讓普通人穿上“鯊魚皮”，也不會立馬變身“菲魚”，依然只能是條普通的“魚”。

奧林匹克格言（Olympic Motto）

“更快、更高、更強”（Faster，Higher，Stronger），也稱作奧林匹克口號或座右銘。最早由奧林匹克之父顧拜旦的好友亨利·馬丁·迪東提出，1913年被國際奧委會批準寫入《奧林匹克憲章》，1920年以后成為歷屆奧運會會徽內(nèi)涵的一部分。

“更快、更高、更強”充分表達了奧林匹克運動不斷進取、永不滿足的奮斗精神和不畏艱險、敢攀高峰的拼搏精神。