隊服顏色影響體育比賽成績的內穩態研究

摘要：將運動訓練的內穩態理論與色覺的植物神經模型相結合，發現隊服顏色對比賽結果的影響依賴于植物神經內穩態(autonomic nervous homeostasis，ANH)。隊服的顏色分為紅、橙、黃等暖色和綠、藍、紫等冷色。如果隊員始終處于ANH，則隊服顏色對比賽結果沒有影響。如果運動性疲勞引起植物神經偏離ANH，在冷暖對抗中冷色不勝的機會大，彩色與白色的對抗中白色不勝的機會大。

關鍵詞：體育比賽；顏色；植物神經；內穩態；綜述

中圖分類號：G804.7文獻標識碼：A文章編號：1006-7116(2008)12-0096-05

Homeostatic study of the effects of team uniform colors on

sports competition performance

LI Fang-hui1，2，LIU Cheng-yi1，2，WU Ren-le1，RUAN Chang-xiong1，HE Li-mei1，2，

HUANG Ping1，3，GUO Hong1，JIN Hua3，LIU Song-hao4

（1.Laboratory of Laser Sports Medicine，South China Normal University，Guangzhou 510006，China；

2.School of Life Science，South China Normal University，Guangzhou 510631，China；3.School of Education，South China Normal University，Guangzhou 510631，China；4.School for Information and Optoelectronic Science and Engineering，South China Normal University，Guangzhou 510006，China）

Abstract: By combining homeostatic theories for sports training with a color sensitive autonomic nerve model， the authors found that the effects of team uniform colors on competition results depend on autonomic nervous homeostasis (ANH). Team uniform colors include such warm colors as red， orange and yellow， as well as such cold colors as green， blue and purple. If team members are in an ANH condition all the time， team uniform colors have no effect on competition results. If autonomic nerve deviates from ANH as a result of kinetic fatigue， chances for a team with cold color uniform not to win in a cold color uniform team vs. warm color uniform team match are great， while chances for a team with white uniform not to win in a colored uniform team vs. white uniform team match are great.

Key words: sports competition；color；autonomic nerve；homeostasis；overview

在剛剛結束的2008歐洲杯足球賽決賽中，西班牙以1︰0戰勝德國，獲得冠軍。人們從各種角度分析比賽的影響因素。從場上隊員隊服顏色來看，西班牙是紅色，德國是白色。根據Hill等[1]的研究，紅色隊服對西班牙獲勝有一定的貢獻。Attrill等[2]分析了1947年以來英國足球比賽情況，發現紅色可以幫助球隊獲得長期優勢。Ilie等[3]研究了第一人稱射擊(first person shooting，FPS)虛擬游戲，依然發現紅隊具有優勢。這里在綜述近年來關于隊服顏色影響比賽結果研究的基礎上，從內穩態的角度討論了隊服顏色對比賽結果的影響。

1隊服顏色對比賽成績的影響

顏色影響心理，心理影響比賽。但真正分析隊服顏色對比賽成績的直接影響是從Hill等[1]開始的。在奧運會的雙人對抗賽中，拳擊、跆拳道、古典式摔跤和自由式摔跤的比賽隊服是藍色和紅色，柔道的比賽隊服是藍色和白色。Hill等[1]和Rowe等[4]分別從隊服顏色的角度分析了2004年雅典奧運會上雙人對抗賽的比賽成績。Hill等[1]發現，在拳擊、跆拳道、古典式摔跤和自由式摔跤的比賽中，55%的穿著紅色隊服的選手取得了最后的勝利；在實力相當的一對選手中，穿紅色比賽服的選手成績更加突出，勝出率達到了60%。Rowe等[4]發現，柔道比賽中，穿著藍色隊服奪冠的機會比白色隊服多。Hill等[1]對2004年在葡萄牙舉行的歐洲足球錦標賽5個參賽隊的隊服顏色進行研究，發現穿紅色隊服的球隊總比穿其他顏色(白色或藍色)隊服的球隊進球多。Dijkstra等[5]對Rowe等[4]的研究進行了進一步的分析，扣除了兩種隊服分配的非隨機性等因素后，發現藍色和白色隊服對比賽結果沒有影響，這個結論獲得另外的71場柔道競標賽結果的支持。

我們運用數理統計方法，對2006年德國世界杯足球賽中31支球隊57場比賽進行實力差異分析(根據主場優勢現象，不考慮德國隊參與的比賽)，在此基礎上統計穿不同顏色隊服對陣的球隊勝與不勝(負、打平)比賽場數，比較分析場上隊員隊服顏色是否影響比賽成績[6-7]。隊服顏色各種各樣，為了研究方便，我們將顏色劃分為紅色、黃色和橙色等暖色與藍色和綠色等冷色兩類。根據場上運動員所穿的運動衫、運動褲與足球襪顏色，判斷運動員所穿的隊服顏色類別，一共劃分為暖色、冷色、冷暖色與白色4類。暖色是指運動衫、運動褲與足球襪中出現的顏色只有暖色；冷色是指運動衫、運動褲與足球襪中出現的顏色只有冷色；冷暖色是指運動衫、運動褲與足球襪出現顏色同時有冷色和暖色；白色指運動衫、運動褲與足球襪都為白色。實力差異根據場上兩隊的實際技術參數進行評估。根據實力差異的大小分為4個等級，第一等級實力相當，等級的提高意味著差異的增大。各個差異等級的結果表明，穿冷色隊服與穿暖色隊服對陣時，冷色不占優勢；穿白色隊服與穿彩色隊服對陣時，白色不占優勢。為了討論的方便，將前一個現象稱為冷色效應，后一個現象稱為白色效應。藍色和紅色分別屬于冷色和暖色。冷色效應與Hill等[1]的結論一致。

2顏色影響的實驗

利用功率自行車研究了觀看紅綠兩種顏色對運動過程和運動成績的影響[8]。受試者為體育系非運動訓練專業男生9名，身體健康，年齡(23±2)歲。隨機分為對照、紅色和綠色3組。受試者在功率自行車上做遞增負荷運動(運動負荷從30W開始，每1 min遞增10 W)，每遞增30 W記錄測試指標。分析每個受試者在各個負荷(0、60、90、120、150、180、210 W)時的心率變異性(heart rate variability，HRV)，找出高頻段的功率(power in high frequency，HF.S)和低頻段的功率(power in low frequency，LF.S)各自的最高值和最低值時分別對應的運動負荷(作為正式測試時的測試點)。對實驗結果的分析發現，HF.S和LF.S各自的最高值和最低值時分別對應的運動負荷分布在0、60、120 W 3個負荷。從頻域分析結果顯示，遞增負荷的運動中，在力竭之前，顏色對于心率變異性頻域指標的LF.S、HF.S和低頻段功率與高頻段功率的比值(HF.S/HF.S)都產生影響，其中紅色促進運動中LF.S的進一步失衡，而綠色可以恢復LF.S的失衡；綠色會促進運動中HF.S的進一步失衡，而紅色可以恢復HF.S的失衡。顏色對于頻域的其它指標影響不大。

HRV頻域分析法能較好地反映植物神經系統的功能，高頻成分(high frequency，HF)與迷走神經傳出有關；迷走神經切除或副交感神經阻滯劑可消除此高頻波。低頻成分(low frequency，LF)則與交感和副交感神經均有關。低頻段功率與高頻段功率比值則反映交感神經與迷走神經間的平衡性，比值增加反映了交感神經的興奮性增強。實驗研究表明[8]，紅色可以興奮交感神經，綠色可以興奮副交感神經。

Greenlees等[9]從足球守門員的角度研究了罰球隊員隊服顏色對守門員撲救率的影響，發現守門員認為，穿紅色隊服的隊員射門命中率高于穿白色隊服隊員，守門員對穿白色隊服隊員罰球的撲救率高于穿紅色隊服的。

3植物神經內穩態

內穩態是生物系統利用負反饋機制維持特定功能穩定充分發揮的狀態，更嚴格地應該稱為功能內穩態(function-specific homeostasis，FSH)。專項運動員的FSH就是項目內穩態(sport-specific homeostasis，SSH)。根據運動訓練的內穩態理論[10-11]，運動員的系統分為SSH必需系統(SSH-essential system，SES)和非必需系統(SSH-non-essential system，SNS)。SSH要求SES必須處于內穩態。SNS的子系統可以不是都處于內穩態，但處于內穩態的子系統越多，SSH的品質越高，運動成績越好。

運動訓練的內穩態理論[10-11]將運動訓練分為超常訓練(extraordinary training，ET)和常規訓練(ordinary training，OT）。ET通過運動強度的提高打破現有SSH，建立新的SESH，表現為延遲性肌肉酸痛和運動性疲勞。OT在維持ET建立的SESH的基礎上分為兩個階段，OTA康復運動性疲勞，建立SNSH，并進一步建立新的SSH，進入訓練平臺；OTB維持新的SSH，享受訓練本身。以賽帶練的方案在OTB階段實施，表示為OTB-Competition (OBC)。因此，我們將SSH的一個訓練周期設計為ET-OTA-OBC1-OBC2-…-Competition(EC)，其中最后一個比賽是參加大型比賽。訓練的階梯為EC1-EC2-…。

無論是OTB，還是參加比賽，都會引起運動性疲勞。為了維持運動功能的穩定，SSH的抗疲勞能力是表征SSH品質的一個重要指標之一。Rhea等[12]的研究表明，運動員與普通人的劑量曲線是不同的，運動員可以有訓練平臺，運動可以達到穩定的水平；但普通人為倒鐘形曲線，超過峰值運動水平會大幅下降。

植物神經屬于SNS的子系統之一。Pichot等[13]的研究表明，ET期間，隨著訓練時間的增加，交感神經的興奮性先是逐漸升高，然后是逐漸降低；OT期間，交感神經的興奮性逐漸降低。OTA的目的之一是建立植物神經內穩態(autonomic nervous homeostasis，ANH)。在EC末期的比賽不會打破ANH。但在OBC期間的比賽會引起運動性疲勞，需要交感神經興奮來額外提供能量[14-15]，從而打破ANH。運動員恢復ANH的能力較強，表現為較強的抗疲勞能力。植物神經重新恢復ANH的能力越強，SSH的品質越高。運動訓練的目的之一是提高植物神經恢復ANH的能力。

4隊服顏色效應的機制

關于隊服顏色效應存在多種解釋，Hill等[1，16]主要從進化的角度解釋。在許多動物中，紅色與雄性荷爾蒙的睪丸素有強烈關聯，它會激發男性特質、力量以及競爭力。在動物世界中，紅色能增強雄性動物的統治地位和刺激睪丸激素，在猴子的世界中，具有統治地位的公猴的臉和屁股都比較紅；人在生氣時也會臉紅脖子粗，但是似乎沒有研究顯示男生的臉會比女生紅。Hill等(2005年)首次從這個角度來探討紅色對人類的影響。在激烈的對抗比賽中，紅色反映了對手之間的相對主導權，能下意識地威嚇對手，從而穿紅色隊服獲勝機會比穿藍色隊服高。但是，Hackney[17]發現著紅色隊服不影響睪酮對運動的響應。值得指出的是，動物的顏色與生理過程直接相關，比賽的隊服卻是可以隨時更換的。

Rowe等[4]則從視覺認知的角度進行探討。他們想到的是隊服的顏色會影響對手的可視性，這對閃躲、攔截和預測行為是很重要的。視力會影響運動績效，如追蹤快速移動的物體和進行快速的視覺搜尋。所以隊服顏色、顏色的飽和度、亮度和物體(或者對手)的對比，可從背景中凸顯出來，這對搏擊運動是很重要的因素，有助于偵測場上的選手。在柔道比賽中，白色的柔道服似乎是要比藍色的亮多了，也與背景有較高的對比。因此穿藍色的選手取得了視覺上的優勢而能看清白色對手的一舉一動。Rowe等[4]認為可視性差異應該也可以解釋Hill等[1，16]的實驗中穿紅色隊服的選手為什么總能贏。Barton等[16]認為可視性的解釋不太適合用來描述兩位選手近距離地站在燈光明亮的比賽場地，在他們所分析的搏擊運動中，按照Rowe等[4]的假設需要穿藍色隊服的選手比穿紅色隊服的選手更具可視性，但是到目前為止照片上所看到的現象應該都是相反的。Stroop task常拿來研究腦部對顏色的訊息處理。Ioan等[18]利用自動Stroop task研究了紅色對錯誤選擇的影響，研究發現，紅色的影響是一種心理效應而不是認知效應。

Elliot等[19]研究表明，顏色效應是獨立于意識的。Hackney[17]發現穿紅色隊服不影響睪酮對運動的響應。根據我們開展的實驗研究[8]和我們對世界杯足球比賽的分析[6-7]，認為是植物神經介導了顏色效應[20]。早在1941年Kravkov[21]就發現了色覺與植物神經的關聯，顏色對視網膜的刺激通過視神經在下丘腦與植物神經發生耦合。當植物神經遠離ANH時，色覺會影響植物神經。通過總結顏色心理學和色彩療法，提出了色覺的植物神經模型(簡稱色植模型)[22-23]：暖色興奮交感神經、冷色興奮副交感神經。顯然色植模型與我們的功率自行車實驗研究[8]是一致的。

按照色植模型，顏色影響比賽結果的前提是運動性疲勞引起植物神經遠離ANH。如果比賽過程并不影響ANH，顏色對比賽結果就沒有影響。從這個角度可以解釋Dijkstra等[5]的研究結果。柔道和其它運動一樣，其疲勞會引起交感神經興奮[14-15]。但柔道的對抗性可能沒有其它對抗性運動那么強。運動員可以用EC末期的競技狀態參加比賽，并不打破ANH，因此觀察不到隊服顏色對比賽結果的影響。但在大多數情況下，運動員沒有柔道運動員那么幸運，隊服顏色會通過植物神經對比賽結果產生影響。

在冷暖對抗中，色植模型表現為冷色效應。運動性疲勞初期啟動交感神經興奮供能，需要興奮副交感神經康復ANH。根據色植模型，冷色可以興奮副交感神經，有利于植物神經恢復ANH，但暖色抑制副交感神經興奮，不利于植物神經恢復ANH。在冷暖對抗中，疲勞初期冷色有利于對方。對于訓練有素的運動員，比賽產生的疲勞都應該是初期疲勞，因此，冷色不勝的可能性大。這與Hill等[1]對奧運會的研究和我們對2006年世界杯足球賽的分析[6-7]是一致的。

在白色與顏色的對抗中，色植模型表現為白色效應。運動性疲勞初期啟動交感神經興奮供能，訓練有素的運動員的植物神經有較強的抗疲勞能力，可以自動恢復ANH。無論是暖色，還是冷色，都會通過各自對植物神經的抑制，阻礙植物神經康復ANH。白色對植物神經則沒有干擾作用。白色與其他顏色的對抗中，白色有利于對方康復ANH，不利于自己。因此，白色不勝的可能性大。這個與我們對2006年世界杯足球賽的分析[6-7]和Greenlees等[9]對守門員的研究是一致的。

5討論

FPS是以玩家的主觀視角來進行射擊游戲。玩家們不再像別的游戲一樣操縱屏幕中的虛擬人物來進行游戲，而是在互聯網上與別的玩家一起身臨其境地體驗游戲帶來的視覺沖擊，大大增強了游戲的主動性和真實感。Ilie等[3]研究了同一虛擬場地上10名頂尖高手連續3個月的1 347場比賽，發現紅隊獲勝的機會為54.9%，顯著高于籃隊。玩家通常處于交感神經興奮狀態，藍色對副交感神經的興奮有利于恢復ANH，減少對認知判斷的干擾，因此，藍色對對方有利，對方獲勝的機會較大。

小車車禍與車身顏色之間的關聯的研究發現[23]，除了綠色車身的車禍機會大于白色外，黃色、藍色和紅色車身的車禍比例小于白色。這種情況剛好與比賽中白色效應相反。司機與運動員的差別在于訓練，運動員的訓練目的之一是植物神經的抗疲勞能力；但司機沒有經過類似的訓練，其植物神經的抗疲勞能力很差。Furness等[23]的進一步研究發現，暖色車身的車禍比例低于冷色。Sato等[25]對長途卡車司機的研究表明，司機的副交感神經居于支配地位，小車的疲勞駕駛也許類似。因此，暖色對交感神經的興奮有利于司機植物神經恢復ANH，白色車身的車禍比例大于彩色可能說明，盡管司機的副交感神經占支配地位，但其功能仍然沒有處于正常范圍，因此冷暖兩色都可以提高植物神經的興奮性，有利于防止車禍的發生。至于綠色車身的車禍比例大于白色，可能有其它原因。

駕駛屬于單調性工作。其它單調性的工作也許有類似的情況。興奮點缺失也會打破植物神經內穩態，壓抑交感神經的興奮，并連帶影響副交感神經的興奮。需要彩色來重建正常的ANH，當然暖色比冷色更好。顏色對基本不動的比賽裁判的影響可能與此類似。從植物神經的角度來看，裁判最喜歡的可能是暖色，其次是冷色，最討厭的可能是白色。因此，裁判可能偏愛暖色隊，歧視白色隊。

為了避免影響比賽中的隊員，教練、裁判和現場服務人員的服裝顏色和運動員宿舍的顏色應該盡量選擇白色。教練的服裝顏色可以隨意選取，為了避免影響自己的隊員，應該盡量選擇白色。

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[編輯：鄭植友]