高科技泳衣的興衰及其對競技游泳運動的影響

艾 磊 劉 凌 羅 維 朱曉梅

(1.江蘇省體育科學研究所競技體育科研與服務二中心，江蘇 南京 210033；2.南京體育學院運動健康科學系，江蘇 南京 210014)

?運動訓練與競賽

高科技泳衣的興衰及其對競技游泳運動的影響

艾 磊1劉 凌1羅 維2朱曉梅1

(1.江蘇省體育科學研究所競技體育科研與服務二中心，江蘇 南京 210033；2.南京體育學院運動健康科學系，江蘇 南京 210014)

通過對高科技泳衣興起與衰落過程及緣由的解析，運用文獻資料法和邏輯分析法等研究方法并結合新聞報道等方式進行分析比較，用客觀、發展的眼光探討了高科技泳衣的興衰對競技游泳運動的影響。研究表明：反對高科技泳衣的人認為出于公平的角度，我們不該讓外界環境對比賽結果的影響超過運動員自身的努力。支持高科技泳衣的人認為沒有獨立的研究支持高科技泳衣就是幫助運動員取得優異成績、打破記錄的主要幕后推手，況且僅僅靠泳衣不可能取得優異成績，更倚重的還是平時的刻苦訓練；此外，高科技泳衣的設計就是最大化地減小各運動員在水中因自身條件的差異而產生的不同阻力，所以一味地將矛頭指向高科技泳衣有些過分。高科技泳衣的發展主要歸功于科學技術，新材料和現代設計的創新；“后高科技泳衣時代”，不管國際泳聯怎么修改規則，各大泳衣制造廠商是不會輕易丟棄眼前這塊對他們來說意味著巨大利益和廣闊市場的大蛋糕。最后，高科技泳衣的禁用導致后來者在成績上很難超越之前穿高科技泳衣運動員所創造的記錄。 關鍵詞:高科技泳衣；競技游泳；鯊魚皮泳衣；研發趨勢；公平競賽

1 前言

在奧運會上，游泳是除了田徑以外的金牌分布最多的運動項目，一個國家在游泳項目中的競技水平對其在國際體壇的地位有著直接影響，因此，所有奧運參賽國都非常重視游泳項目的發展，使其成為競爭力最強的項目之一[1]。隨著社會的進步和科學技術的進一步發展，高科技產品被越來越多地運用到游泳比賽當中，而游泳運動的競技水平也隨著這些高科技產品的運用而顯著提高，高科技泳衣就是其中一項[2]。1999年10月，國際泳聯正式允許運動員在國際比賽中身穿鯊魚皮泳衣參賽，標志著高科技泳衣作為符合規定的比賽泳衣登上國際賽場[3]。隨后的近十年當中，高科技泳衣先后經歷了多次革新換代，在其創造的一項項奇跡的同時也伴隨著巨大的爭議[4]。國際泳聯為了使游泳比賽能重新回歸“以人為本”的主旨，健康發展，于2010年宣布禁用高科技泳衣[5]。

然而，高科技泳衣的威力真的有那么大嗎，它的出現究竟從哪些方面影響著世界競技游泳運動，為其帶來了多大的沖擊？高科技泳衣的禁用雖然已經塵埃落定，但關于其是否該被禁用的爭論仍甚囂塵上，背后的緣由是什么？另外，高科技泳衣禁用后，各大泳衣生產商真的就會安分守己，未來競技游泳泳衣的發展趨勢將會是怎樣的？以上這些均是本文要探討的問題。

1 高科技泳衣的興起與衰落

1.1 高科技泳衣興起的背景

隨著奧運會影響力的日益提高，比賽場上的科技之戰也愈演愈烈，再加上游泳運動的成績往往以百分之一秒為計量單位，這就意味著成績相差0.01秒就可能改變冠亞軍的歸屬。相關研究成果表明，水的阻力約為空氣阻力的800倍，游泳運動員在水中劃水時所消耗的能量中有90%都是用來克服流體力學中的波組、型阻以及皮膚摩擦力等[6]。因此，選用合適的材料最大限度減小阻力，盡可能地降低穿著者能量消耗，成為高科技競技泳衣設計的關鍵。

有需求就不怕沒有供應，世界各大泳衣制造商看中了其背后龐大的市場，因此，紛紛致力于研究“低阻力”的泳衣，力求降低運動員水中前進的阻力。1988年漢城奧運會上，美國游泳隊率先將高科技融入到泳衣的設計中，一家公司推出含有超細尼龍纖維和聚氨酯的“大力士”泳衣，當時的游泳名將馬特比昂迪身穿“大力士”泳衣獲得5金1銀1銅的優異成績，并打破了男子50米自由泳的世界紀錄。該款泳衣不僅使泳衣的質量更輕，在整體平滑度和雙向伸縮性上都取得了很大的進步，這款泳衣也被公認為是高科技泳衣的鼻祖[7]。

1.2 高科技泳衣的代表——鯊魚皮泳衣

1.2.1 鯊魚皮泳衣的驚艷亮相

美國宇航局蘭利研究中心很多致力于飛機和船只減阻的研究成果被Speedo公司的研發團隊加以充分的研究利用，1992年巴塞羅那奧運會推出的S2000系列泳衣開啟了面料材質的新時代，隨后的1996年奧運會上Speedo主打的“水中刀片”泳衣在獲得獎牌的運動員中占比達到76%，后來，Speedo公司進一步在泳衣中引入“鯊魚皮”仿生科技，鯊魚皮泳衣得以問世[8]。

2000年悉尼奧運會上，Speedo公司帶來了這款被稱為“科技興奮劑”，具有劃時代意義的泳衣——“FASTSKIN” 鯊魚皮泳衣，使得這屆奧運會成為第一代鯊魚皮泳衣FASTSKIN的試煉場，隨后鯊魚皮泳衣一舉成名、風靡全球[3]。Speedo公司的第一代鯊魚皮泳衣采用纖維仿鯊魚皮膚的結構，泳衣的表面會與水流產生小漩渦，以此將游進速度提升3%-7.5%[9,10]。游泳運動員曾經一度為了減小在水中游進時的阻力，會剃掉他們的體毛，但源于膚色的不同導致毛孔以及肌肉形態等的差異引起摩擦力不同的問題一直都難以攻克，Speedo公司的S2000泳衣將運動員從肩膀到腰全部包裹起來，很好地解決了這個問題，使運動員在水中游進時皮膚與水的摩擦力減至最小[11]。

1.2.2 鯊魚皮泳衣的變革

2004年初，Speedo公司在美國紐約推出一款全新的鯊魚皮第二代產品——FSⅡ泳衣。在當年的雅典奧運會上，有47名運動員穿著Speedo公司研制的第二代鯊魚皮泳衣登上了領獎臺。第二代泳衣在面料的表面加上了許多顆粒狀的小點，質地和紋理的進一步改進可以減少4%的水流阻力，整體功能較一代泳衣提升了7.5%左右[12]。

2007年，Speedo公司研發的第三代鯊魚皮泳衣“快Ⅲ”面世，其面料成分主要由特細尼龍紗和防氧彈性紗組成，彈性比同時期同類產品高出約15%，有研究顯示這款泳衣可以通過增加肌肉的穩定性來節省運動員能耗約15%，其在不到一年時間里先后助力世界各國運動員21次打破世界紀錄[9]。

2008年，Speedo公司、美國宇航局以及澳洲流體實驗室聯合開發出第四代鯊魚皮泳衣，這是全球首件100%運用高科技熔接技術生產的無褶皺泳衣，周身找不到一處接縫，完全緊貼人體皮膚[13]。此外，第四代鯊魚皮泳衣還巧妙融入仿生學原理，模仿人類肌腱與皮膚，為運動員的向后劃水提供額外動力，從而降低10%的阻力、減少5%的氧耗，幫助提升運動成績2%[14,15]。

四代鯊魚皮泳衣的成功研制和進一步演變不到10年的時間，其產品也由最初的僅僅具備減少水流產生的阻力到通過增加泳衣表面的顆粒而提高選手動作的精確度，再由高彈性減少肌肉振動而減少能耗演變到無褶皺設計，泳衣的設計理念已經突破了最初設計服裝的概念。開辟了新世紀高科技泳衣的變革之路，同時也對競技游泳成績的提高帶來了質的飛躍。可見泳衣與科學技術的發展緊密聯系，已經形成相互促進和融合的局面，運動成績的提高也反過來刺激了科技技術的發明和運用。

1.3 高科技泳衣的衰落

高科技泳衣從誕生之初就引起了巨大的爭議，一直有人質疑它違反了《國際泳聯游泳規則》第10.7條關于“任何游泳選手在比賽中不得使用或穿著任何旨在提高速度、增強浮力、增強耐力的裝備(例如：帶蹼的手套、橡皮腳蹼和鰭板等等)”的規定[16]。不過，國際泳聯一直對高科技泳衣持“曖昧”與“寬容”的態度，由此直接導致2009年的高科技泳衣的進一步瘋狂。2009年羅馬世錦賽上，為期8天的比賽43次刷新了31項世界紀錄，讓這屆世錦賽成為迄今為止破世界紀錄最多的一次世界性游泳大賽，而超過80%的破紀錄運動員都身著高科技泳衣。不過，Speedo公司鯊魚皮泳衣的風頭已經被Arena和Jaked等公司生產的號稱更快的泳衣蓋過，這種新型泳衣采用聚亞安酯材料提高人體30%的浮力，且塑身效果極好，大大降低運動員在水中前行的阻力，身著這2款泳衣的選手將鯊魚皮泳衣運動員遠遠甩在身后。特別是在200米自由泳決賽中，此前名不見經傳的德國小子比德爾曼戰勝了“飛魚”菲爾普斯并打破世界紀錄，讓全世界都為之震驚，“飛魚”的教練鮑曼直接憤怒表態“除非國際泳聯將一切塑料衍生物的高科技泳衣禁用，否則菲爾普斯將不再參加任何國際大賽”，比德爾曼也在賽后表示是這種新型的高科技泳衣讓自己的成績提高了2秒，而如果想通過訓練來將成績提高2秒至少需要5年的時間[17]。這些導致了關于高科技泳衣是否應被禁用的爭議達到白熱化，讓此屆游泳世錦賽徹底陷入頗具諷刺意味的“末日”前狂歡狀態。也正是在這屆世錦賽后，國際泳聯迫于強大的輿論壓力以及美國泳協的抗議而痛下殺手，2009年出臺了《迪拜憲章》宣布從2010年起全面禁止高科技泳衣在比賽中的使用[18]。值得一提的是，在這屆游泳世錦賽上，大多數中國運動員身著Jaked泳衣創造了11金7銀11銅這一近五屆世錦賽以來的最佳戰績[19]。

2 高科技泳衣對競技游泳運動的影響

菲爾普斯教練鮑曼曾說過，現今泳池內技術都較為穩定，頂尖運動員在技術上的差別更小，此種情況下，泳衣的使用就會起到決定性作用。泳衣的高科技含量與運動員取得好成績之間的關系被一次次高度“神話”[20]。

很多科學研究證實高科技泳衣對于不同泳姿的競技游泳運動有很大的影響[21-23]。一些研究發現，高科技泳衣的壓縮性能不僅能創造動力(尤其是臀部和女性的胸部)，提高游泳速率，還能增加身體協調性[24]。還有些研究認為高科技泳衣能夠提高技術表現和推進效率，同時增加劃水的次數、頻率和長度[25]。

發展到今天，泳衣經歷了無數次款式和材料上的變化，大量研究顯示每一次泳衣的重大變革都對游泳運動成績產生了重大的影響，其中最典型的例子莫過于鯊魚皮泳衣。例如，在2000年悉尼奧運會上，有27個國家和地區的游泳運動員都穿上了鯊魚皮泳衣，而在所有獲得獎牌的運動員中，有83%的選手都是身穿這種泳衣參賽[20,26]。研究表明，自由泳項目在2008年和2009年2年破紀錄的次數明顯多于其它年份；尤其是2008年，隨著第四代鯊魚皮泳衣出現，一年內先后刷新108次世界紀錄，達到其他年份的5倍[27]。2008年北京奧運會上，第四代鯊魚皮泳衣成為競技泳壇的絕對霸主，超過94%的游泳冠軍運動員身穿第四代鯊魚皮泳衣，造就了包攬8塊金牌并3次破世界紀錄的美國“飛魚”菲爾普斯和我國唯一一枚游泳金牌得主劉子歌等[28]。2009年，高科技泳衣的風靡更使得羅馬游泳世錦賽上幾乎所有的世界紀錄都被刷新，尤其是女子項目[29]。而到了2011年的游泳世錦賽，高科技泳衣的禁用使得世界紀錄的刷新速度歸于正常[30]。因此，很多人認為，鑒于高科技泳衣對游泳運動的顯著影響，高科技泳衣應當被禁用。

然而，關于高科技泳衣對于游泳運動的影響以及是否應被禁用一直存在著另外一些不同的聲音，認為不該把成績的取得完全歸功于高科技泳衣。美國著名運動生理學教授巴倫特·盧沙奧林稱鯊魚皮的成功主要是得益于Speedo公司的推廣策略，而迄今并無獨立研究可以證明Speedo公司的鯊魚皮泳衣能讓運動員游得更快[13]。同時，查閱Speedo公司鯊魚皮泳衣的研發周期可以發現，其研發周期基本與奧運會周期完全同步，幾乎都是在每屆奧運會舉辦年份推出新一代更新產品。因此，另外一些人將鯊魚皮泳衣的成功歸因于Speedo穩定的頂級運動員隊伍，鯊魚皮泳衣之所以能獲得這么大的成功，重要的因素之一是在于其明確了最具影響力的使用對象——奧運會參賽運動員，尤其是有實力沖金牌的運動員。如第一代產品的使用者索普，第二代產品的使用者日本蛙王北島康介，到三代產品的重點使用對象“飛魚”菲爾普斯等都是有實力沖金的重點運動員，因此運動員的成功并不能簡單歸功于泳衣的功勞，即使沒有泳衣，他們也都是最有可能破紀錄的人選，而且奧運年記錄頻破也是很正常的現象[31, 32]。還有一些人認為，高科技泳衣的設計是符合國際奧委會要求的，奧委會成員也都一致贊同每個運動員在水中的阻力和自身條件都有差異，而高科技泳衣的設計就是最大化地減小這種差異，所以高科技泳衣不應該被禁用[33]。

3 “后高科技泳衣時代”競技泳衣的發展趨勢與研發方向

3.1 “后高科技泳衣時代”競技泳衣的發展趨勢

奧運會的蓬勃發展，促使世界各國的游泳運動員渴望取得更優異的成績，有效推動了泳衣與科學技術的碰撞結合。然而，高科技泳衣的不斷更新換代，使人們將焦點都放在了泳衣提高運動成績上，而忽略了競技比賽的本質。2009年羅馬世錦賽的瘋狂加速了高科技泳衣走向盡頭的命運，國際泳聯(FINA)規定自2010年1月1日起比賽泳衣必須是“紡織物”的短泳衣，但“紡織物”的定性還有待確定[19]。雖然很多人呼吁游泳運動應該摒棄高科技泳衣而回歸到競技運動的本質，但是，各公司、廠商、組織以及運動員等對于名譽及金錢等物質條件的追求和渴望，加上科技的不斷發展進步，還是非常有可能結合各領域的最新研究成果對“紡織物”進行衍生，新產品仍將會層出不窮，在賽場上組織進行新一輪的“軍備競賽”。

在2009年11月底 Speedo公司就宣布他們已研發出新一代泳衣，而且這種泳衣也通過了國際泳聯審核；隨后Speedo的競爭對手Jaked和Arena公司也表示他們已經做好應對國際泳聯禁令的方案[34]。2012年，Arena公司推出“AQUAFORCE英菲尼迪”泳衣品牌，它的設計是通過循環能量理念來循環利用運動員自己的力量。緊接著，2013年Arena公司為專業游泳運動員打造了Arnc3032男款和Arn2000wn女款泳衣，實現高設計感的同時聲稱這2款泳衣可以使運動員在水中體驗到輕量感，穩定肌肉，幫助運動員在高水平比賽中占據優勢[35]。所以，不管國際泳聯再怎么修改規則，這些泳衣制造廠商是不會輕易丟棄眼前這塊對他們意味著巨大利益和廣闊市場的大蛋糕，競技泳壇的爭斗已經轉化為各泳衣生產廠家之間的名利之爭。

泳衣的發展主要歸功于科學技術，新材料和現代設計的創新，高科技泳衣的出現確實給游泳運動成績的提高帶來了巨大的驚喜，但不能忽視的是，競技體育應該遵循公平公正的基本原則，為來自不同國家和不同地區的運動員創造一個干凈的賽場。高科技泳衣雖然已被禁止使用，但各國科研人員對高科技泳衣的研發工作并沒有停止。運動員在刻苦訓練的同時也在積極尋找鯊魚皮的替代品，而各式新型泳衣也紛紛在倫敦奧運會上亮相，從它們產生的效果來看并不比高科技泳衣遜色。

3.2 “后高科技泳衣時代”泳衣的研發方向

3.2.1 3D環繞壓縮織物系統

這一技術的泳衣能緊貼運動員的身體，幫助運動員提高劃水效率，并最大限度地減小阻力。孫楊在2012年的倫敦奧運會400m自由泳決賽奪冠時穿著的FASTSKIN3就是采用該技術研制而成。這一技術可以有效地減少16.6%的被動阻力和5.2%的主動阻力，增加11%的氧氣平衡，增快運動員游速并增強運動員耐力。

過去，泳衣、泳鏡與泳帽均為分開獨立設計，后高科技泳衣時代的泳衣設計受到更多的規則限制，需要研發人員將三者的設計有機結合起來，充分遵循人體結構學，最大限度地開發三者之間相互協調后的功能效果。如與FASTSKIN3同系列的泳帽是世界上首款采用智慧頭部弧形技術，在掃描多位世界頂級游泳選手頭部曲線后設計而成的流體力學3D泳帽，它以黏合織物制成加上了防滑帽邊的設計，能有效地將頭發最大限度地集中塑型，佩戴后不易松散，并能改善頭頂位置的流體力學特性，有效降低近3.4%的阻力。

3.2.2 身體穩定網格

在2012年的倫敦奧運會上，許多游泳選手身著表面飾有一些不易察覺的浮凸線條的泳衣，但正是這些不起眼的小線條能顯著增強運動員身體的穩定性，改善劃水時的姿勢，并有效地將入水和轉身等動作的能量提升約3%。

3.2.3 超聲縫合技術

越來越多的泳衣開始采用仿生學原理衍生的無縫設計理念，在接縫處模仿人類皮膚和肌腱組織，因其極富彈性，可以為運動員的劃水提供額外的動力。同時，這一設計方案能具體實施也要歸功于超聲縫合技術的應用，其利用高頻振蕩原理，使工作物分子通過瞬間摩擦達到塑料熔點完成固體材料迅速熔接，最終完成焊接[36]。只要結合面設計相匹配，就能夠保證完全縫合無針腳。

4 結語

本文闡述了高科技泳衣的興起與衰落的過程及緣由，并且探討了高科技泳衣的興衰對競技游泳運動的影響。認為高科技泳衣不能簡單地等同于“高科技興奮劑”，因為高科技運動裝備被廣泛運用在很多不同競技體育項目中(如網球球拍的最大化減震設計促使擊發球速度更快，足球的設計盡量讓運行軌跡不規則促使進球更容易等等)，況且高科技泳衣不涉及到任何違反興奮劑列表中所標明的禁用物質或手段。另外，既然高科技泳衣是非法的，之前穿高科技泳衣取得優異表現的運動員的成績為什么不被取消，使得高科技泳衣的禁用反而會導致后來者在成績上很難超越之前穿高科技泳衣運動員所創造的記錄。

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The Rise and Fall of High-tech Swimsuit and Its Impact on Competitive Swimming

AI Lei1, LIU Ling1, LUO Wei2, ZHU Xiao-Mei1

(1.Sports Science Research and Service Center of Jiangsu Province,Nanjing 210033,China; 2.Pepartment of Sport Health Sciences,Nanjing Sport University,Nanjing 210014,China)

Based on the analysis of the process and reason for the rise and fall of high-tech swimsuits, using these methods that contain literature and logic analysis combined with the news report,the paper from the developing and objective view point objectively and developing discusses how the rise and fall of high-tech swimsuits influence the competitive swimming results. The research results show that opponents of the high-tech swimsuits argue that the impact of it should not be greater than the athlete’s impact. Supporters of the high-tech swimsuits argue that there isn't any independent research to prove that it can help athletes to enhance the performance in competition or break the record. They believe it is athlete’s hard work rather than high-tech that can make an athlete to be a champion. In addition, it is really too much confused when we blame high-tech swimsuits because the purpose of the high-tech swimsuits is to largely reduce the gap of resistance among each athletes which is induced by their difference in body type. Impact of high-tech swimsuits greatly contributes to the development of technology, new materials and modern design of sports equipment. Most swimsuits manufacturers will not give up the research of new kinds of high-tech swimsuits which means a vast market to them no matter how the FINA modifies rules after the prohibition of high-tech swimsuits. At last, the prohibition directly makes the modern swimmers difficult to break the world swimming records that are set by the swimmers in high-tech swimsuits.

High-tech Swimsuit; Competitive Swimming; Sharkskin Swimsuit; Direction of Research; Fair Play

2016-08-25；

2016-11-01

艾磊(1986-)，男，研究實習員，碩士，研究方向：運動生理學。

G861.1

A

1672-1365(2016)06-0042-05