奇妙的體育仿生

顏士州

古代體育的仿生

在古人的心目中，熊是勇氣的象征，鶴是長(zhǎng)壽的代表。

春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)，人們把模仿熊、鳥活動(dòng)特點(diǎn)的“熊經(jīng)鳥申”，作為謀求強(qiáng)身、長(zhǎng)壽的鍛煉手段;到了西漢，又發(fā)展到梟浴、緩蠼、鴟視、虎顧等伸展肢體的體育仿生;1973年，在長(zhǎng)沙馬王堆三號(hào)漢墓中出土的《導(dǎo)引圖》上，還發(fā)現(xiàn)有鷂背、猿滹、龍登、鶴口等仿生鍛煉形態(tài);后漢三國(guó)時(shí)期，名醫(yī)華佗在前人的基礎(chǔ)上總結(jié)匯編出效仿虎、鹿、熊、猿、鳥動(dòng)作的“五禽戲”，至今仍在廣大群眾中流行;晉代，名醫(yī)葛洪也創(chuàng)立了龍導(dǎo)、龜咽、鶯飛、蛇屈、兔驚等體育仿生名目。這些均對(duì)我國(guó)體育運(yùn)動(dòng)和醫(yī)療體育的發(fā)展產(chǎn)生了重大影響。

古代把摔跤稱為“角抵”，最初就是模仿野牛相抵的動(dòng)作。猴拳更是借鑒猴子敏捷靈活、機(jī)智好動(dòng)等特點(diǎn)，結(jié)合武術(shù)中的踢、打、摔、跳躍、翻騰等技巧而自創(chuàng)一體的拳術(shù)。同樣，鷹拳亦是如此。

運(yùn)動(dòng)技術(shù)的仿生

人類很早就羨慕青蛙有力的劃水動(dòng)作。古人早在兩、三千年前，便模仿水中青蛙創(chuàng)造出蛙泳。1875年8月24日，世界著名游泳運(yùn)動(dòng)員M.韋布憑蛙泳橫渡了英吉利海峽，歷時(shí)21小時(shí)45分。

1936年以后，蛙泳又異變成蝶泳。人們觀察到，海豚游水時(shí)靠身體和尾巴不停地?cái)[動(dòng)，造成水浪后涌，產(chǎn)生提高游泳速度的反作用力。后來(lái)人們將模仿海豚創(chuàng)造的這種泳姿稱作“蝶泳”。

從游泳技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中我們可以了解到，人類模仿魚、蛙等動(dòng)物的活動(dòng)形態(tài)，以不斷完善游泳技術(shù)的歷程。至于體操競(jìng)技中的魚躍滾翻、燕式平衡、單杠貓?zhí)菍?duì)各種動(dòng)物千姿百態(tài)的模仿。

訓(xùn)練方法的仿生

當(dāng)前，世界各國(guó)都在探索新的訓(xùn)練途徑。具有世界先進(jìn)訓(xùn)練水平的日本長(zhǎng)跑界，曾經(jīng)仔細(xì)總結(jié)過(guò)鹿上下坡的動(dòng)作，認(rèn)為鹿上下坡需要很大力量，動(dòng)作難度大。為了挖掘人類這一方面的潛力，日本早稻田大學(xué)田徑部最先提出“山坡訓(xùn)練法”。上世紀(jì)80年代初，南斯拉夫800米賽跑選手薩維奇，在訓(xùn)練時(shí)常采用牽拉500千克重的車上坡跑的手段，有效提高了腿部力量的耐久力。

科學(xué)家通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，袋鼠一類的動(dòng)物在提高其奔跑速度時(shí)，跨步頻率幾乎保持不變，以保證肌肉維持最佳收縮效率，減少能量消耗。人們從而創(chuàng)造出“平均速度訓(xùn)練法”，現(xiàn)已廣泛運(yùn)用在田徑和游泳的中長(zhǎng)距離訓(xùn)練中。蘇聯(lián)女子400米跨欄運(yùn)動(dòng)員塔吉雅娜·捷蓮采娃，在漫長(zhǎng)的運(yùn)動(dòng)生涯中一直為探索訓(xùn)練方法而苦惱。在她年近30歲并當(dāng)了母親時(shí)，終于學(xué)會(huì)了“平均速度訓(xùn)練法”，使她在1977年和1978年的跨欄比賽中，連續(xù)兩次打破了世界紀(jì)錄。

運(yùn)動(dòng)器械的仿生

看看體操運(yùn)動(dòng)器械中的木馬、鞍馬和山羊，以及現(xiàn)代潛水運(yùn)動(dòng)中廣泛采用的蛙鞋、手蹼和腳蹼等等器具，我們不難找出其模仿的動(dòng)物原型。

蒼鷹在高空翱翔時(shí)，能根據(jù)不同飛行姿勢(shì)調(diào)節(jié)羽毛相對(duì)氣流的位置，從而提高升力與阻力之比。人們因此仿制出一種高級(jí)滑翔機(jī)，能在萬(wàn)米高空飛行1000多千米，留空時(shí)間曾達(dá)50多個(gè)小時(shí)。

荷蘭國(guó)家應(yīng)用科學(xué)研究中心的研究人員認(rèn)為，用椰子殼做的摩托車運(yùn)動(dòng)員頭盔是最安全的頭盔，因?yàn)橐瑲の照鹗幍哪芰h(yuǎn)比任何其他頭盔強(qiáng)。人們因而努力研制出一種盡可能與椰殼相似的纖維結(jié)構(gòu)塑料，從而更好地保護(hù)了運(yùn)動(dòng)員的安全。

體育建筑的仿生

為了開闊觀眾的視野，建造龐大的現(xiàn)代體育館需要一改昔日的建筑方法，盡量減少或不使用支撐屋頂?shù)闹雍头苛?。針?duì)這個(gè)難題，科學(xué)家恰恰從小小的、毫不起眼的雞蛋殼中求得了答案。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，蛋殼具有驚人的強(qiáng)度，從而研制出了一種新的混凝土構(gòu)件——“殼式”弧形屋頂。這種混凝土屋頂?shù)膹?qiáng)度簡(jiǎn)直令人難以置信：厚度不過(guò)7厘米，竟能橫跨約75米的距離而不斷裂。

加拿大建筑師模仿橢圓海螺殼結(jié)構(gòu)，成功地建造了可以容納7.4萬(wàn)名觀眾的立體運(yùn)動(dòng)場(chǎng)。

人們還根據(jù)動(dòng)、植物細(xì)胞內(nèi)液體和氣體對(duì)細(xì)胞壁的壓力，即所謂“液柱靜壓力”的原理，建造出了各種使用尼龍等人造纖維外殼的充氣體育館、充氣泳池等。

或許，在不久的未來(lái)，人們還將模仿葉脈設(shè)計(jì)，建造出更多美觀輕巧、牢固穩(wěn)定的新型體育場(chǎng)館。