頭發(fā)與金牌

王克強

1985年，在有風(fēng)城之譽的美國芝加哥市舉行的馬拉松比賽中，英國皇家空軍的士兵史蒂夫·瓊斯留著他那慣常的發(fā)型，盡全力跑完了全程，獲得第一名。遺憾的是，只差一點他就能突破這項比賽的最高紀(jì)錄。也許他當(dāng)時并未意識到，僅僅可能是因為頭發(fā)，使他丟掉了破紀(jì)錄和榮獲5萬美元獎金的機會。

一般人大概不會去絞盡腦汁思考頭發(fā)和運動成績的關(guān)系，但體育科學(xué)人員卻在為運動員能提高那怕是幾分之一秒的成績而嘔心瀝血。因為有時零點一秒即能決定勝負(fù)。美國加里福尼亞州大學(xué)的克爾是一位專門研究生物工程學(xué)的科學(xué)家。他對體育運動中的力學(xué)問題有著濃厚的興趣，曾經(jīng)設(shè)計過一種低阻力的流線型比賽用自行車和頭盔，這種車為美國隊在23屆奧運會上奪取4塊金牌立下了汗馬功勞。后來，他又認(rèn)真研究子長距離跑步中空氣對人體的阻力，他先在一個人工控制風(fēng)力大小的試驗風(fēng)洞里用人體模型測出了沒風(fēng)力下人體受到的風(fēng)阻力，然后經(jīng)計算得知，跑步時人要把總能量消耗的6％用到克服空氣的阻力上。由此，克爾得出了一個結(jié)論：減少空氣的阻力，可以使運動成績提高。他在研究中發(fā)現(xiàn)，運動員穿的服裝乃至身上的汗毛，都可以使阻力輕微增高。計算表明，穿松弛的棉織品可以增加5％的前進阻力，穿一條長絨襪也足以使阻力升高一個百分點。還有很大一部分阻力，卻都是來自前進時飄拂的頭發(fā)。專家指出：在同樣努力的情況下，長頭發(fā)會使風(fēng)阻力增加到6％以上；而短頭發(fā)的阻力只有4％。換算成速度，就意味著在42公里的馬拉松賽跑中約等于少跑了30多米。瓊斯那次距世界最好成績僅差幾秒，他如果再快一點，就會得到那筆5萬美元的破紀(jì)錄獎金了。因此，科學(xué)家對參加體育比賽的長跑運動員提出建議，頭發(fā)盡可能要理得短一些好，或者干脆剃成光頭。如果認(rèn)為頭發(fā)太短有失風(fēng)度，還可以采取一個折衷辦法，即戴一個光滑的特制的帽子，據(jù)說也可以使風(fēng)的阻力減少到4％以下。這樣，可以使你不多花費一點力氣就能提高速度，也許那就是你贏得比賽勝利所需要的1秒或零點幾秒鐘。

這個例子雄辯地說明，引人注目的體育比賽，不僅是體壇精英競技角逐的場合，同時也是科學(xué)技術(shù)的用武之地，金牌閃爍的體育比賽，不僅和運動員的素質(zhì)、技術(shù)、心理狀態(tài)有關(guān)，而且還和科學(xué)有關(guān)。

為了提高運動員的比賽成績，各國科學(xué)家都著手于新型運動器械的研制和開發(fā)，以便為選手奪冠創(chuàng)造有利的條件。美國有一家公司特地為號稱“飛人”的短跑健將劉易斯制造了一種輕盈而堅固的陶瓷鞋釘，使跑鞋的重量減輕20克；美國的游泳高手本茨，穿的泳衣是以超細(xì)的尼龍纖維和聚氨纖維織成，其平滑程度和伸縮性能均可提高一倍，這樣就能減少水的阻力，游起來更快。日本還發(fā)明一種神奇的外涂劑，涂在游泳運動員身上，在游速2米／秒的情況下，能減低水的阻力達(dá)10％。對于射箭選手來說，以往用的鋁合金箭已經(jīng)落后，新問世的碳素箭，具有直徑小、重量輕、阻力小的優(yōu)點，每秒飛行速度比前者快近20米，穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性均有所增加。

一些國家的科學(xué)家還在埋頭致力于增加選手體力和耐力的研究，并已初步獲得成果。其中，高原訓(xùn)練已成為世界各地選手廣泛采用的良方。研究表明，高原訓(xùn)練可以讓選手在大賽前夕獲得更多的血紅蛋白，增加血球的攜氧量，從而達(dá)到改善體能、提高成績的效果。還有一些國家，平時將運動員的血液抽出一些，冷藏起來，賽前再給選手輸入，可以提高體力和持久力。英國發(fā)明了一種具熒光性的紫外線，選手在訓(xùn)練之后用這種魔光照射一小時即可減輕疲勞，迅速恢復(fù)體力，日本建議使用漢方“連翹解毒散”來阻緩選手體溫上升，從運動生理學(xué)來說，在運動中若將體溫降低1.5℃，則選手的體力消耗將大大減輕。

近年來，高科技正大踏步地進人體育領(lǐng)域，尤其是用于選手訓(xùn)練。在美國高技術(shù)中心硅谷的一個房間里，美國的奧林匹克雪橇隊在用計算機設(shè)計的仿真世界里進行訓(xùn)練，以謀求在冬季奧運會上奪取金牌。而法國的企業(yè)聯(lián)合組織也積極資助有關(guān)方面，力圖用計算機人工智能的最新成果，奪得美洲杯帆船賽冠軍。硅谷圖像公司德溫特·哈勃特和他在加里福尼亞戴維斯大學(xué)的科研組織合作設(shè)計了一種仿真的雪橇模擬裝置，他是利用計算機設(shè)計的立體圖像，將一個沒有光亮的試驗室轉(zhuǎn)變成類似法國阿爾貝維爾冬季奧運會的雪橇賽場，這樣會使駕雪橇的運動員有可能在沿跑道下滑時，體驗出在最佳路線滑行時的切身感受，從而達(dá)到在實際比賽中提高運動成績的目的。雪橇運動員查克利·奧諾惠支說：“這種神奇的裝置實在叫人難以置信。當(dāng)別人第一次向我介紹它的功能時，我還半信半疑；當(dāng)我實地訓(xùn)練后，才明白果然名不虛傳。它對我們在冬奧會的比賽無疑將發(fā)揮積極作用，起碼它使你的信心大大增強。”

其實，這種先進裝置早就有了，只是未能將其用于體育領(lǐng)域。正如硅谷圖像公司經(jīng)理愛德華·麥克勞所說：過去由于費用極為昂貴，只有美國國家航空航天局、國防部以及一些電影制片廠才買得起，而現(xiàn)在價格大幅度下降了，因此我們就瞄準(zhǔn)了諸如體育運動這一潛在的市場。實踐證明，使用這種模擬裝置比實地訓(xùn)練還省錢。例如，雪橇模擬裝置目前的價格是10萬美元，而美國奧林匹克雪橇隊到法國阿爾貝維爾滑道作實地訓(xùn)練，僅旅行費用就要花6萬美元，而且只能作13次滑行訓(xùn)練，但是使用模擬裝置進行訓(xùn)練，僅用了3天時間即可進行300多次雪橇滑行訓(xùn)練，哈勃特說，美國雪橇隊能在冬奧會上取得優(yōu)異成績，那么就會在體育運動方面開創(chuàng)一個使用高科技仿真模擬裝置作為訓(xùn)練手段的一個新時代。

尤為有趣的是，電腦會為運動員提供最佳訓(xùn)練方案。在德國萊比錫弗里德里希—路德維希—雅士大街59號，有一個秘密的研究所。該所擁有世界體育上一流專家800多名，還擁有世界上所有體育項目的珍貴情報資料，以及門類齊全的最先進的體育科研儀器設(shè)備—包括具有特種功能的電腦。任何一名運動員進行檢測后，就可以得知任何一塊肌肉、骨骼擁有的力量和幾乎所有的神經(jīng)纖維可達(dá)到的反應(yīng)速度，從而了解尚有多少潛力未被挖掘，并使用電腦設(shè)計出最完美的一整套挖潛方案。運動員的任何動作都被分解成細(xì)小圖像，然后將它們同國外最優(yōu)秀的運動員同類動作相比較。電腦有如一位老謀深算的教練，會準(zhǔn)確無誤地指出本國運動員的不足，并且迅速提供最佳改進方案。由于這座秘密研究所對體育事業(yè)貢獻(xiàn)非凡，因而被人們稱為世界上最成功、最先進的“金牌得主的制造工廠”。