暗戰

更高！更快！更強！

在這句著名的奧林匹克口號的感召下，人類不斷挑戰極限，一點一點地提高著自己的跳躍高度、奔跑速度、力量強度……運動員的努力和汗水，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“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錄。人們不禁要問：他的優異表現，跟他身上的神秘裝備有關系嗎？

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。科學家研究發現，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，與它們的皮膚結構也大有關系。鯊魚的皮膚很光滑，但是在顯微鏡下觀察，不難發現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）。這種結構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。看看Speedo公司生產的“鯊魚皮”的表面結構吧（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，通過對運動員身體的精心測量，這件泳衣能夠和運動員緊密地“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”已經升級到了第四代，減少的水中阻力也從當初的3%提高到了10%。自從“鯊魚皮”問世以來，各項游泳世界紀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。”

黃色閃電 紅色魔鞋

《水滸傳》里的“神行太保”戴宗有一件秘密武器——“甲馬”，據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士，是光著腳的；僅僅一百年前，運動員們還都穿著平常的服裝，在泥地或爐渣地面上賽跑。各種專業運動鞋和服裝的出現，皆為運動科技的研究成果所賜。

據測算，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構和運動力學后，提出跑鞋設計的三大原則：第一，減震，不能讓運動員跑起來感到“顛簸”；第二，“能量回輸”，說白了就是適當的反彈，讓運動員跑起來更加輕松自如；第三，附著力，也就是說要“抓地”，避免運動員腳底打滑。綜觀如今運動員腳上的鞋，無不體現著這三條原則，而且根據運動項目的不同、場地的不同以及運動員體重、腳型的不同而千變萬化。

另外，根據生物力學專家測定的數據，跑鞋的重量每增加100克，體能消耗將增加1%。因此在保證質量的前提下，跑鞋越輕越好。于是科研人員想方設法改進工藝和材料，減輕跑鞋重量。2000年悉尼奧運會上，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以每秒500幅的速度拍攝了瓊斯跑步的英姿，發現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，到手的金牌被統統收回，這雙“水晶鞋”到底發揮了多大的作用，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，他的戰靴“紅色魔鞋”僅重8克（相當于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，第一屆現代奧運會在希臘舉行。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。在當時的人們看來，這位叫托馬斯·伯克的美國運動員簡直是個“褻瀆圣神的暴露狂”。然而，發令槍響后，伯克卻一路領先，最終創造了當時的百米紀錄——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的對手們小多了。

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

2000年悉尼奧運會的女子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動服。這套正式名字叫“快衣”（swiftsuit)的運動服傾注了科研人員整整6年的心血：它由5類不同材質制成，光滑的正面能讓空氣快速流過，呈網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置了透氣布料，以達到理想的體溫調節效果。

弗里曼憑借“快衣”之威，飛一般地沖過終點，沖上了最高領獎臺。

不僅僅是空氣阻力，高科技運動服甚至還能提高運動員的臨場發揮水平。新西蘭Canterbury公司生產了一種新式的“電離子球衣”——這種神奇的球衣首先通過改變皮膚的負電極，加快血液循環，向人體輸送更多氧氣，提高運動能力；同時，因為血液循環加速，那些因運動產生的乳酸（想想我們在運動后肌肉感覺發酸的情形吧）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動員身穿這種電離子球衣參加世界杯，最終奪冠。

“讓我們設計成績”

1976年奧運會前，美國鐵餅運動員馬克·威爾金斯的最好成績是66.78米。大賽在即，如何通過訓練進一步提高成績？吃更多苦，流更多汗？美國人選擇了計算機技術。

運動隊負責人聘請了計算機專家，研制出一種訓練分析系統，該系統能用高速攝影機拍攝運動員的連續運動過程，并迅速進行數據處理，用圖像反映出鐵餅出手后幾秒鐘內的運動軌跡和狀態，顯示出加速度、角度、角速度等各種運動參數，并將這些參數與計算機的優化數據進行比較。教練利用這套系統對威爾金斯的動作進行會診。經計算機分析后發現，威爾金斯的技術動作中有兩處不合理：一是旋轉時鞋與地面摩擦系數過大，消耗了一部分能量；二是膝關節支撐技術有點小毛病。專家們認為，如果這兩條都能有所改進的話，威爾金斯保持的世界紀錄還能提高3米。

威爾金斯根據專家的建議進行訓練，真的將自己保持的世界紀錄由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：“讓我們設計成績！”

現在，用高科技幫助運動員進行科學訓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“科學達人”，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行技術分析，為訓練提供科學依據。他們通過肌肉力量的監測，發現劉翔兩條腿的力量不平衡，教練根據這一數據，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會，美國馬拉松運動員托馬斯·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興奮度提高的有毒性的藥物，一舉獲得金牌。這是現代奧運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幾種發展到9類100多種，而且已經不只是“讓人亢奮”，還包括某些抑制人體某種機能的藥物，如有些藥能抑制和減輕疼痛，從而增強運動員的信心。

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

隨著人類遺傳密碼的破譯，許多基因藥物應運而生，人類以往感到束手無策的遺傳疾病，出現了治愈的希望。科學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，然而在雪片般飛向實驗室要求獲取這種生長因子的信件和電郵中，有相當一部分來自運動員和教練。這種新的“基因興奮劑”一旦進入細胞，就能“悄悄”地讓運動員強大起來，卻很難被檢測出來。

如果將增強上肢肌肉的基因注入標槍運動員的身體，98.48米的世界紀錄將很容易被打破；把促進血紅細胞增長的基因注入馬拉松選手體內，他就可以輕松跑進2小時……打一針，我們可以跳得更高，跑得更快，爆發力更強，耐力更持久，訓練？誰還訓練！

甚至有人在預想，隨著科技的發展，我們完全可以利用“轉基因”技術，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“超級運動員”！

高科技運動裝備的出現，已經讓很多人發出“到底是運動員在比賽還是泳衣球鞋在比賽”的質疑聲，如果“制造超人”成為現實，到底是幸，還是不幸？

科學是一把雙刃劍，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。