奇妙的體育仿生

顏士州

氣象萬千的自然界歷來就是人類技術思想的豐富源泉。模擬生物的形態和結構的科學，同樣和體育運動結下了不解之緣。今天，人們正從原始模仿生物動作，進入到模擬生物系統的功能和結構的新階段，從而大大促進了體育科學的迅猛發展。

運動技術的仿生

人類很早就羨慕青蛙的游水動作，早在兩三千年前，人們便模仿創造出蛙泳。1875年，英國人維帕大衛采用蛙泳橫渡英吉利海峽，從而使這種最古老的泳姿重新煥發活力。1936年以后，蝶泳又出現了，這是由于人們觀察到海豚游水時身體和尾巴不停地左右擺動，造成水浪后涌，產生提高泳速的反作用力，從而受到啟發。因為運動員游進中，兩臂的動作好比蝴蝶一樣飛舞，所以稱作蝶泳。從游泳技術發展中可以看出，人類模仿魚、蛙等動物的活動形態，以不斷改善游泳技術。至于體操競技中的魚躍滾翻、燕式平衡、單杠貓跳……更是各種動物千姿百態的模仿。古代把摔跤稱為“角抵”，最初就是模仿野牛相抵動作；猴拳更是吸取猴子敏捷靈活、機智好動等特點，結合武術中的踢、打、摔、跳躍、翻騰等技巧而自創一體的拳術；鷹拳亦是如此。

訓練方法的仿生

當前，世界各國都在探索新的訓練途徑。具有世界先進水平的日本長跑界，曾經仔細觀察鹿上下坡的動作，認為鹿上下坡需要很大力量。為了挖掘人類這一方面的潛力，日本早稻田大學田徑部最先提出“山坡訓練法”。20世紀80年代初，具有世界先進水平的南斯拉夫800米賽跑選手薩維奇，在訓練中時常運用拉500千克重的車上坡跑的手段，有效地提高了腿部力量的耐久力。科學家通過研究，發現袋鼠一類的動物在提高其奔跑速度時，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。據此，人們創造出“平均速度訓練法”，現在已廣泛運用在田徑和游泳的中長距離訓練中。前蘇聯女子400米欄運動員塔吉雅娜·捷蓮采娃在年近三十歲時，由于運用了“平均速度訓練法”，于1977年和1978年連續兩次打破世界紀錄。

運動器械的仿生

體操運動器械中的木馬、鞍馬、山羊，現代潛水運動中廣泛采用的鴨掌、蛙鞋、魚尾形鞋掌……在它們身上，人們都不難看出它們所模仿的動物原型。

蒼鷹在高空矯健地翱翔，它能根據不同飛行姿勢調節羽毛相對氣流的位置，從而提高升力與阻力之比。人們因此仿制出一種高級滑翔機，能在萬米高空飛行一千多千米，留空時間曾達五十多小時。荷蘭國家應用科學研究中心認為：用椰子殼做的摩托車運動員頭盔是最安全的頭盔，因為椰殼吸收震蕩的能力遠比任何其他材料強。人們因而努力研制一種盡可能與椰殼相似的纖維結構塑料，來保護運動員的頭部。

體育建筑的仿生

龐大的現代體育館為了開拓觀眾的視野，改變了原有的建筑方法，盡量減少或不用支撐屋蓋的柱子、棟梁。這個難題的解決，科學家恰恰是從小小的雞蛋殼中得到的靈感，他們發現蛋殼具有驚人的強度，從而創制出一種新的混凝土構件——“殼式”弧形屋頂。這種混凝土屋頂的強度簡直令人難以置信：厚度不過7厘米，竟能橫跨250英尺（約75米）的距離而不斷裂。加拿大建筑師則模仿橢圓海螺殼結構，成功地建造了可以容納74000名觀眾的立體運動場。人們還根據動植物細胞內液體和氣體對細胞壁的壓力，即所謂“氣液靜壓力”的原理，建造了各種用尼龍等人造纖維外殼的充氣體育館、充氣游泳池等。南美洲亞馬遜河流域有一種“王蓮”，葉片直徑達2米多，浮在河面上可以托住一個小孩。或許，不久的將來，人們又將模仿其葉脈設計、建造出美觀輕巧、牢固穩定的新型體育館。