科技给体育插上翅膀(之二)

碧波荡漾，鲨鱼争霸

关于穿什么样的泳衣会游得更快，人们已经探索了很多年。如果时光倒流，把你放在1900年的大街上，你会发现，那时候的女人们浑身都包裹着衣服，在层层叠叠的外衣里面，是一重一重的内衣、胸衣、外胸衣、瘦裤、窄裙、衬裙。

在保守的社会风气中，游衣也不能例外。据记载，在1905年，美国女式泳衣平均用布达到10码!泳帽、泳衣、泳裤(长裤)、泳裙、泳袜、泳鞋一应俱全，层层包裹下的女选手们活像潜水人，人们只能看到她们的脸和手，穿着这样的泳衣游泳，当然谈不上什么速度了。到1910年，女士泳衣变成单层的了。虽然警察还是常常跑过来，手拿皮尺量来量去，可是泳衣还是朝着短小、方便的方向发展了。

当年的男士泳衣虽然要比女士泳衣简单些，但最初也只有一种花条连衫裤的样式，类似马戏团小丑的衣服。直到1928年第8届奥运会，男子选手的泳衣，仍然同今天的女士连身泳衣相仿。

早些时候，日本选手木原美知子曾提出裸泳能取得最好成绩，但荷兰人很快证明这种说法是错误的：实验证明在水中不穿泳衣的阻力比穿泳衣要大9％，泳衣可以使身体变成流线型，也可以减少水阻力带来的身体变型，因此阻力更小。日本人开始尝试着用丝绸做泳装，但实践效果仍然不佳。

1950年尼龙泳衣风靡世界，这种泳衣可以自由伸缩，但美中不足的是经线方向容易拉长，因此只好在女式泳衣的胸部衬入橡胶层。

随着科技的发展，泳衣的样式也在不断发生着变化――这种变化绝不仅仅止于美观，而是更具内涵性：泳衣越来越呈流线型，阻力越来越小，而运动员的成绩则越来越好。1976年，杜邦公司生产的聚氨酯纤维材料被用于制造泳衣，这种面料能够防止游衣拉长时候流入更多的水，泳衣性能由此有了飞跃性提高。

1988年汉城奥运会推出了质地薄、表面光滑、伸缩性好的新式泳衣，它将使水的阻力比过去减少10％。

科学研究表明，水的阻力大约是空气阻力的800倍，因此和陆地项目相比，要想减少水中的阻力是难上加难。实验数据表明，体型、推动力相同的游泳运动员，在100米自由泳比赛中，如果一个人的阻力降低10％的话，他在时间上可缩短0.15秒，在距离上领先对手30厘米!在国际大赛中，0.15秒的差距足以区分出冠亚军!为取得更多的好成绩，世界各国和各大运动器材制造商都致力于低阻力泳衣的研发。

人们恐怕对这一幕还记忆犹新：2000年悉尼奥运会游泳池中，一位少年横空出世。他身穿一身黑色连体紧身泳装，宛如碧波中前进的黑鲨鱼，劈波斩浪，夺得一块又一块游泳金牌。这位少年便是澳大利亚游泳选手伊恩・索普，在2000年悉尼奥运会上他共赢得了3枚金牌和2枚银牌。人们一边称赞着索普惊人的游泳天赋，一边对他与众不同的包裹全身的泳衣大加议论，几乎所有人都相信，是那件高科技的神奇泳衣助鱼雷发射得更快!

鲨鱼皮是人们根据外形特征给它起的绰号，在它的老家，一家世界著名游泳运动产品制造公司里，它有着更加响亮的名字：快皮!这种游泳1998年由英国运动员在英联邦运动会上首次试用，它的核心技术在于模仿鲨鱼皮肤的原理。

生物学家发现鲨鱼皮上的粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦阻力，使身体周围的水流更高效地流过，在水中得到很高的游速。快皮的超伸展纤维的表面便是完全仿造鲨鱼皮的表面做成的。此外，这种泳衣还融合了动力原理，它的接缝模仿肌腱，为运动员向后划水提供动力，布料则模仿肌肉，富有弹性。实验表明，快皮纤维可以减少水3％的阻力，这在1％秒决胜负的游泳比赛中意义非凡。在当年的奥运预选赛中，有几名泳将穿着它打破了纪录。1999年10月，国际泳联正式允许着鲨鱼皮泳衣参赛，澳大利亚运动员正是借此装备与雄霸泳坛的美国展开决战。

在2004年雅典奥运会前夕，鲨鱼皮二代“快II”问世。相比上代产品・“快II”最大的改进来自于泳衣所采用的织物本身的变化。它使用了快皮(Fastskin)和曲皮(F1exskin)两种织物共同组成泳衣的表面。两种不同的表面特质的材料的组合使流经泳衣表面的水流更加接近鲨鱼皮表面的水流情况。快皮II比快皮减少了4％的摩擦阻力。

鲨鱼皮的出现使人们看到泳衣上的科技含量已经达到了之前所不能想象的地步，在不断发展的高科技帮助下，明天的泳衣会是什么样子呢?这真是一个难以想象的问题。

给我一个支点，我将撬动世界记录

1961年到1981年，撑杆跳高的世界纪录从4.83米升至5.81米，1994年俄罗斯著名选手布勃卡更将世界纪录提高到6.14米。短短30年中，撑杆跳运动世界纪录的突飞猛进的背后耸立着高科技巨人的背影，撑杆跳高沙皇布勃卡便是在玻璃纤维、合成树脂及超柔软、超强度纤维等混合制成的现代化撑杆的帮助下跃过6.14米。6.14米，这相当于跳过了一只长颈鹿!

撑杆跳源自于英格兰一种民间的运动，人们利用木杆在溪流纵横的沼泽地中助跑撑起木杆一跃而过。因此，撑杆跳高在刚进入田径项目时，使用的是木杆。但由于木杆硬而脆，没有弹性。不能很好地将参赛队员的水平速度转换成垂直势能，男子运动成绩仅2.29米。很不理想。

上世纪初，人们发现竹竿既韧且轻又有弹性，是很好的撑杆跳高工具，于是就用它替代木杆运用到正式比赛中。这一改革，大大提高了运动成绩。从1912年到1941年的30年间，共有10人16次利用竹竿创下了新的世界纪录。日本是竹资源丰富的国家，对竹竿的加工有着独特的工艺。凭着这点优势，日本撑杆跳高名将西田休平在1932年奇迹般地越过4.3米，以1厘米的优势险胜美国撑杆跳好手米勒。

二战前后，西方国家运动员在无法获得日本竹子的情况下，不得不改而使用金属作为撑杆的材料，金属撑杆虽然勉强使西方运动员的成绩和使用竹竿的日本选手保持在同一水平线上，但却很难再取得新的突破。

撑杆的质地问题首先在材料科学发达的美国得到突破：在充分研究撑杆跳高项目的技术特点后，运用当时最先进的金属加工工艺，美国率先研制出了轻质合金撑杆。合金重量轻、弹性好，它帮助美国运动员一举打破日本人撑杆跳的优势。1942年，美国人瓦塔姆创造了4.77米的世界纪录，使竹竿相形见绌进而迅速退出撑杆制造领域。

尽管合金材料的撑杆均匀性好，拥有弹性模量大、不易弯曲等特点，但是弹性模量大又略显硬的撑杆在插入插穴时，会产生很强的反冲力。这一特点要求撑杆跳高运动员的上肢肌肉发达，力量强大，以便控制撑杆。而“令

人沮丧”的是，运动员的力量强了体重便会增加，较大的体重反过来又成为影响撑杆跳高运动成绩提高的障碍。

20世纪50年代末期，科技人员将玻璃纤维编织成圆筒后与有机树脂粘合，再经过成形和高温定型后制造成玻璃纤维复合杆，这种复合杆一推出便成为撑杆跳高运动员得心应手的武器。它可承受的强力大，弹性好，重量轻且经久耐用。1960年，美国运动员靠这种新武器一举飞过了4.98米的高度。1963年，世界纪录又被刷新4次，共提高了26厘米。凭借这一技术优势，美国人始终占据绝对实力，垄断了60年代和70年代20年撑杆跳高项目的最好成绩。

20世纪80年代开始，由于欧洲率先将多种高性能纤维应用于复合材料撑杆上，撑杆跳的优势开始转向欧洲。1985年前苏联选手布勃卡用新型碳纤维撑杆首破6米大关。紧接着人们又征服了一个又一个惊人的高度。

跳高运动产生以来，撑杆的材料先后经历了木杆、竹竿、金属杆和玻璃纤维杆4个阶段，每一种新材料的使用都对当时的运动成绩产生了重大影响，每一次成绩飞跃的背后都离不开科技的帮助。

与秒表，皮尺说再见

竞技体育的公平精神通过精确、精确、再精确的比赛结果得到完美阐释。千分之一秒就可以决定比赛胜负的激烈竞争，令高科技电子裁判设备大放异彩，它们凭借锐利的“眼睛”，聪慧的“耳朵”，敏感的“触手”成为奥运会赛场上最公正、最铁面无私的“大法官”。

1912年斯德哥尔摩奥运会，电子计时器和终点摄影设备被首次应用于奥运赛场。电子计时器能将比赛时间的记录精确到1/10秒，从而解决了传统裁判手段误差大的缺陷。终点摄影设备则可以帮助裁判员们做出更加准确的裁定：在本届奥运会男子1500米比赛中，有两名运动员的计时成绩相同，是依靠终点摄影照片才最终确定出名次。

1972年慕尼黑奥运会的成绩裁定系统采用了精确度更高的电子计时器，成绩被精确至1/1000秒。本届奥运会上，有“投掷运动员魔镜”之称的激光测距仪和自动测试显示技术也被首次采用，它们准确、快速和自动化，使奥运会比赛成绩的裁定更加准确、客观，更具权威性：此届奥运会男子400米个人混合泳第一名瑞典的贡・拉尔松，仅比第二名美国的蒂・麦基快2/1000秒；射击项目小口径步枪60发卧射比赛中，朝鲜李浩准最终以599环打破了世界纪录，可起初裁判只算了596环，后来经过一种首次使用的特殊仪器检查，确定成绩是599环。

伴随着科技的发展，高科技裁判设备也越来越多地出现在奥运会赛场，出现在各个比赛项目中。

短跑比赛时，运动员在发令枪响之前离开起跑蹬板，或是在鸣枪后1／10秒内有动作反应，都将被视为抢跑。1996年亚特兰大奥运会时，采用了最新科技，将裁判系统和起跑蹬板之间用无线或有线进行连接，监测参赛运动员对蹬板的压力，以准确判断是否有人犯规。英国短跑名将克里斯蒂便是在这些“电子眼”的监督下，因3次抢跑犯规被判罚离开男子百米决赛。设备显示，克里斯蒂第二次抢跑时仅仅快了0.015秒，凭肉眼是无法识别的，但是却没有逃过监视器的“电子眼”。

2000年悉尼奥运会马拉松、铁人三项、竞走和公路自行车等很多长距离比赛中，高科技裁判设备改变了之前观众只能看到起跑和冲刺的局面，首次实现了全程监控参赛选手。比赛时，选手们在鞋带上挂有一个5克重的微型“异频雷达收发机”芯片，它用来向每5公里一个的天线发射信号，通过天线的信息传输，及时向赛场外的负责人、新闻媒体和电子计分板通报比赛已经进行的时间和选手此刻的位置。在一些比赛中，这种芯片则会被缝在衣服或者号码牌上。

赛艇比赛中也有高科技裁判设备的身影：赛艇上安装有船用记录航行的“黑匣子”，它内设“全球定位系统异频雷达收发机”，可以发射卫星信号以确定赛艇位置，误差范围仅为1米。不仅如此，赛艇赛道的水流速度还可以控制，观众可以看到既安全又充满刺激的比赛。

2004年雅典奥运会是迄今为止奥运史上科技含量最高的一届奥运会。在这届奥运会上，孟关良和杨文军以0.027秒的微弱优势夺得了中国皮划艇在奥运会历史上的首枚金牌。由于实力非常接近，比赛刚结束时两人并没有意识到已经夺冠，几分钟后，终点计时计分系统拍摄的图片令中国水上人喜笑颜开。此计时系统是自动操作的，只有终端计时采用手动，并且系统同起点的起航器通过无线传输连接，比赛一开始，数据就自动传输到系统。此系统1秒钟可以拍摄1000张图片，一旦出现成绩及其接近的情况，通过放大图片就能分辨出抵达终点的先后顺序。此外，系统还可以迅速将数据传给电视、网络和裁判，堪称多面手。由于良好的效能，此系统在北京和伦敦奥运会中都将继续使用。