奥林匹克日 运动中的科学之美

  6月23日是奥林匹克日，由国际奥林匹克委员会于1948年设立，旨在纪念1894年6月23日在巴黎索邦诞生的现代奥林匹克运动会。纪念日的宗旨是鼓励世界上所有的人，不分性别、年龄或体育技能的高低，都能参与到体育活动中来。

  中国奥委会自1987年以来每年开展奥林匹克日庆祝活动，以此作为弘扬奥林匹克精神、传播奥林匹克理念、推广奥林匹克文化的重要平台。奥林匹克日活动已成为我国一项重要的传统性群众体育活动。 让我们来看看运动中的科学之美。

  不论在什么样的比赛场上，用于提高选手成绩的高科技装备大多在空气动力学或是流体力学，以及装备的材料性能上做文章。

  说起“战衣”，就不得不提到曾叱咤泳坛近十年的战衣“鲨鱼皮”(学名FASTSKIN)。鲨鱼皮采用的特殊纤维模仿了鲨鱼的皮肤结构，能引导周围的水流，减少水阻力，把前进速度提高3%~7.5%。接缝处模仿人类的肌腱，采用超声缝合技术，使得整件泳衣几乎没有接缝，阻力降低到最低。此外，聚氨酯纤维还可以增加运动员在水中的浮力。

  2000年悉尼奥运会上，澳大利亚人伊恩·索普穿着鲨鱼皮一举夺得3枚金牌，使得鲨鱼皮泳衣名震泳界。在2008年的北京奥运会 上，“鲨鱼皮”绝杀了94%的游泳金牌，刷新了23项世界纪录。不过在“鲨鱼皮”连破世界纪录后，针对这种“高科技”的争议却越来越激烈。国际泳联迫于压力在2009年出台《迪拜》，决定从2010年1月起全面禁止在比赛中使用高科技泳衣。

  虽然“鲨鱼皮”被禁，但体育科技对“战衣”的改造远没有结束。2012年伦敦奥运会前，澳大利亚一家名为海德兹的公司，为马术比赛中的马儿设计了一款塑身衣，使用“分度压缩”系统帮助马在训练奔跑时减震，并促进血液循环，还采用了一种特殊的水分控制面料让马时刻保持皮肤干爽，在赛后减少肌肉酸痛。

  高手过招，往往只差毫厘。在世界顶尖的短跑赛场上，0.1秒甚至0.01秒的优势都很重要。2012年伦敦奥运会上，部分跑步选手身着耐克公司升级款运动服(Nike Pro TurboSpeed)出战。这款高科技运动服采用局部空气动力学原理，根据高尔夫球表面的“小酒窝”能让球飞得更远的特性，在运动员奔跑时产生阻力最大的肩部、臂部和小腿部分采用了类似的“小酒窝”设计，从而实现对经过身体表面的流动空气的引导，达到帮助运动员减少迎风阻力的效果。据耐克公司官方的说法，这款“最快的运动服”可以帮助100米跑选手成绩提升0.23秒。

  还记得2008年北京奥运会上牙买加短跑名将博尔特把男子100米跑世界纪录刷新到9秒69后与“黄金战靴”合影的情景吗？博尔特如此喜欢这双彪马跑鞋(PUMA ComplereTheseusl)，不仅仅是因其展示了他飞扬的个性和时尚品位，也因为它具备十足的科技含量。

  跑鞋的中底采用注入式热塑性聚氨酯弹性体橡胶(TPU)打造前掌和后跟，提供了足够的支撑；搭配由超级弹性胶制成的双蜂窝系统(DuoCel)，提供了有效的减震和舒适的足感;鱼鳞纹路的网状真皮鞋面提供了良好的透气性；整双鞋超轻的重量还减少了体能消耗。难怪博尔特毫不吝啬他的赞美：“这是我穿过的最好的短跑鞋。它拥有我所需要的支撑力，又很轻盈，同时还拥有一个柔韧的鞋面。”

  一直在不遗余力地推进体育科技创新的英国拉夫堡大学体育技术和创新学院的迈克·卡因教授表示，体育装备的“定制”，并不仅仅是在鞋子上写上运动员的名字或者提供专属的颜色，真正的改变是根据运动员不同的足部特征，采用几何学与生物机械学的测量和研究，让鞋底的柔韧度和坚硬度等参数与运动员达到最契合的程度。

  在需要借助器械的竞赛中，器械本身的设计和所用的材料是决定运动员最终成绩的一个很重要因素。

  撑竿跳高是借助撑竿弯曲时积聚的弹力，在撑竿展伸释放时将运动员“弹”过障碍竿，因此， 撑竿跳高的成绩与撑竿的质地和运动员跳跃的高度关系十分密切。 撑竿的材料经历了木杆、竹竿、金属竿、玻璃纤维复合竿、碳纤维塑料复合竿几个阶段。 竹竿把木杆时代3.3米的最好记录提高到了4.77米；而更轻、更有韧性的玻璃纤维竿和碳纤维竿又把纪录向上提升了1米多。

  现在的碳纤维撑竿分为三层：外层是高强力的碳素纤维，保证撑竿既柔韧又结实；中间是碳素纤维质地的带状织物；里层是绷带状的玻璃纤维，以防撑竿断裂或扭结。目前撑竿跳高的男女世界纪录分别是6.16米和5.06米，由法国人拉维莱涅和俄罗斯“撑竿女皇”伊辛巴耶娃创造。除了跳高撑竿外，力学性能优异的碳纤维材料几乎应用在所有可能用到的体育器材上，网球拍、羽毛球拍、自行车架、弓箭、赛艇，等等。

  如果说竞技体育的赛场是对人体力与美的集中展示，那科技的助力便是对“更快、更高、更强”的重新定义。各种高科技装备和技术的比拼成了为体育赛场锦上添花的一出好戏，也给我们带来到底应该依靠科技装备提高世界纪录还是利用科学手段挑战人体极限的问题。科技与体育擦出的火花，也为我们日常的运动增添了时代感。在6月23日“国际奥林匹克日”到来之际，《知识就是力量》杂志《运动中的科学之美》，让更多人都能参与到体育活动中来，享受运动的乐趣。