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更高！更快！更强！
在这句著名的奥林匹克口号的感召下，人类不断挑战极限，一点一点地提高着自己的跳跃高度、奔跑速度、力量强度……运动员的努力和汗水，我们都看在眼里，但是还有一种力量我们看不见，却往往发挥着举足轻重的作用，它的名字叫科技。
披着鲨鱼皮的“鱼雷”
2000年悉尼奥运会，游泳比赛即将开始，索普出场了！这位人称“鱼雷”的澳大利亚游泳天才这次又会给人们带来什么样的惊喜呢？很多人的目光首先被索普的一身“行头”吸引了过去——他穿着一件紧身的连体泳衣，和身边那些只穿着泳裤的选手显得那么不一样，看上去简直有点“科幻”色彩。
在接下去的比赛中，索普一连夺得3金2银，还打破了两项世界纪录。人们不禁要问：他的优异表现，跟他身上的神秘装备有关系吗？
这件泳衣是Speedo公司研制的“鲨鱼皮”，这个名字可绝不仅仅是比喻。科学家研究发现，鲨鱼之所以能在海洋里快速游动，除了它们的流线型体形之外，与它们的皮肤结构也大有关系。鲨鱼的皮肤很光滑，但是在显微镜下观察，不难发现上面布满了许多微小的V字型齿状凸起，这种凸起叫“肤齿”（图1）。这种结构能够让水流从小齿的顶部快速掠过，从而减少鲨鱼游动时受到的摩擦阻力。看看Speedo公司生产的“鲨鱼皮”的表面结构吧（图2），俨然是一张人造的鲨鱼皮！
不光如此，“鲨鱼皮”采用了超轻超薄的纤维材料，并采取了无缝拼接的方式，通过对运动员身体的精心测量，这件泳衣能够和运动员紧密地“人衣合一”，如同另一层皮肤，能够有效地控制肌肉颤动，从而减少能量损耗。当然，要穿上这绝对“合身”的泳衣也不那么轻松，为了给索普披上这件战袍，助手们花了整整半个小时，赛后干脆就用剪刀剪开了事。
如今，“鲨鱼皮”已经升级到了第四代，减少的水中阻力也从当初的3%提高到了10%。自从“鲨鱼皮”问世以来，各项游泳世界纪录接二连三地被打破，难怪Speedo公司敢自信地说：“这是世界上可以游出最快成绩的泳衣。”
黄色闪电 红色魔鞋
《水浒传》里的“神行太保”戴宗有一件秘密武器——“甲马”，据说此公把两个甲马绑在腿上，能日行500里，绑上四个就是800里了。甲马是什么？据说是一种“符”，估计属于封建迷信一类的东西。
我们知道，第一个跑完马拉松全程的希腊战士，是光着脚的；仅仅一百年前，运动员们还都穿着平常的服装，在泥地或炉渣地面上赛跑。各种专业运动鞋和服装的出现，皆为运动科技的研究成果所赐。
据测算，我们每跑出一步，着地脚所承受的重量是体重的3 倍。如果一个人的体重是50公斤，那么他每跑一步，着地的那只脚就要承受150公斤的重量。所以，要想跑出好成绩，穿什么鞋的问题就不能轻视。
科技人员在研究了人体生理结构和运动力学后，提出跑鞋设计的三大原则：第一，减震，不能让运动员跑起来感到“颠簸”；第二，“能量回输”，说白了就是适当的反弹，让运动员跑起来更加轻松自如；第三，附着力，也就是说要“抓地”，避免运动员脚底打滑。综观如今运动员脚上的鞋，无不体现着这三条原则，而且根据运动项目的不同、场地的不同以及运动员体重、脚型的不同而千变万化。
另外，根据生物力学专家测定的数据，跑鞋的重量每增加100克，体能消耗将增加1%。因此在保证质量的前提下，跑鞋越轻越好。于是科研人员想方设法改进工艺和材料，减轻跑鞋重量。2000年悉尼奥运会上，美国女飞人玛丽安·琼斯穿了一双用透明塑料制成的“水晶鞋”，重量只有99克。为了给跑鞋“减肥”，科研人员用高速摄像机以每秒500幅的速度拍摄了琼斯跑步的英姿，发现她比赛时脚后跟从来不着地，于是果断地把鞋后跟去掉了——可是，后来琼斯被查出服用了兴奋剂，到手的金牌被统统收回，这双“水晶鞋”到底发挥了多大的作用，我们是无法知晓了。
然而，这是最轻的跑鞋吗？4年之后，亚洲飞人刘翔在雅典奥运会上划出一道黄色闪电，夺得了110米跨栏比赛的冠军。事后他透露，他的战靴“红色魔鞋”仅重8克（相当于3个乒乓球的重量），“穿起来像丝袜一样”。而这双鞋的五颗鞋钉，也是研究人员专门为刘翔精确地“量脚定做”的。
在地面上飞行
1896年，第一届现代奥运会在希腊举行。激动人心的100米决赛就要开始了，然而看台上传出了一阵阵嘘声，女性观众甚至连忙用手把眼睛捂上。因为起跑线上，站着一位只穿背心短裤的男子。在当时的人们看来，这位叫托马斯·伯克的美国运动员简直是个“亵渎圣神的暴露狂”。然而，发令枪响后，伯克却一路领先，最终创造了当时的百米纪录——12秒。事实证明，“暴露狂”是对的，穿短衣短裤的他跑动时受到的空气阻力可比那些穿着一本正经的对手们小多了。
科学研究表明，在快速运动中，运动员最大的“天敌”是空气阻力。美国空气动力学家杰克·兰比通过实验得出结论：跑步运动员穿上设计科学的紧身衣能减少6%的空气阻力；荷兰科学家亨利克·帕伊尔甚至说，穿上流线型的运动服可以帮助运动员在10公里长跑中将运动成绩提高16秒。
2000年悉尼奥运会的女子400米赛场上，澳大利亚选手凯西·弗里曼一出场便引人注目，她穿了一件带帽子的连体运动服。这套正式名字叫“快衣”（swiftsuit)的运动服倾注了科研人员整整6年的心血：它由5类不同材质制成，光滑的正面能让空气快速流过，呈网状的背面起着类似汽车“扰流板”（俗称“尾翼”）的作用，减少了背后形成的空气漩涡的阻力，而在人体最聚热的部位又设置了透气布料，以达到理想的体温调节效果。
弗里曼凭借“快衣”之威，飞一般地冲过终点，冲上了最高领奖台。
不仅仅是空气阻力，高科技运动服甚至还能提高运动员的临场发挥水平。新西兰Canterbury公司生产了一种新式的“电离子球衣”——这种神奇的球衣首先通过改变皮肤的负电极，加快血液循环，向人体输送更多氧气，提高运动能力；同时，因为血液循环加速，那些因运动产生的乳酸（想想我们在运动后肌肉感觉发酸的情形吧）也可以更快地被血液带走排出，从而降低疲劳程度。南非国家橄榄球队运动员身穿这种电离子球衣参加世界杯，最终夺冠。
“让我们设计成绩”
1976年奥运会前，美国铁饼运动员马克·威尔金斯的最好成绩是66.78米。大赛在即，如何通过训练进一步提高成绩？吃更多苦，流更多汗？美国人选择了计算机技术。
运动队负责人聘请了计算机专家，研制出一种训练分析系统，该系统能用高速摄影机拍摄运动员的连续运动过程，并迅速进行数据处理，用图像反映出铁饼出手后几秒钟内的运动轨迹和状态，显示出加速度、角度、角速度等各种运动参数，并将这些参数与计算机的优化数据进行比较。教练利用这套系统对威尔金斯的动作进行会诊。经计算机分析后发现，威尔金斯的技术动作中有两处不合理：一是旋转时鞋与地面摩擦系数过大，消耗了一部分能量；二是膝关节支撑技术有点小毛病。专家们认为，如果这两条都能有所改进的话，威尔金斯保持的世界纪录还能提高3米。
威尔金斯根据专家的建议进行训练，真的将自己保持的世界纪录由66.78米提高到70.86米。
这鼓舞了很多人，很多体育科研人员也自信满满地喊出口号：“让我们设计成绩！”
现在，用高科技帮助运动员进行科学训练早就不是什么秘密了。我们知道，刘翔的“翔之队”中，就有一批“科学达人”，他们把刘翔的每一个瞬间记录下来，利用专门的仪器对动作进行技术分析，为训练提供科学依据。他们通过肌肉力量的监测，发现刘翔两条腿的力量不平衡，教练根据这一数据，有针对性地制定了均衡刘翔腿部力量的计划。
从“让人兴奋”到“制造超人”
1904年美国圣路易斯奥运会，美国马拉松运动员托马斯·西柯斯服用了大量混合了鸡蛋清的“的士宁”——这是一种能使人中枢神经兴奋度提高的有毒性的药物，一举获得金牌。这是现代奥运史上有案可查的最早一例服用兴奋剂的案子。
到今天，兴奋剂的种类已从早期的只有少数几种发展到9类100多种，而且已经不只是“让人亢奋”，还包括某些抑制人体某种机能的药物，如有些药能抑制和减轻疼痛，从而增强运动员的信心。
兴奋剂造成的后果不仅是使运动成绩虚假，同时也严重伤害着运动员的健康。例如1960年，服用了兴奋剂的丹麦运动员克努德·詹森在进行公路自行车比赛时就突然死亡。但“名誉”“金钱”这些东西仍让很多运动员不惜铤而走险。1964年，东京奥运会过后，国际奥委会的官员发现，满地都是运动员用过的注射针头——从此，奥委会痛下决心向兴奋剂宣战。然而，这场战争非但远未取胜，更面临着尖端科技的挑战。
随着人类遗传密码的破译，许多基因药物应运而生，人类以往感到束手无策的遗传疾病，出现了治愈的希望。科学家给小白鼠后腿注射一种生长因子后，小白鼠的腿部肌肉力量增加了15%到30%。这个实验的成功，原本是肌肉损耗病人和肌肉衰弱的老年人的福音，然而在雪片般飞向实验室要求获取这种生长因子的信件和电邮中，有相当一部分来自运动员和教练。这种新的“基因兴奋剂”一旦进入细胞，就能“悄悄”地让运动员强大起来，却很难被检测出来。
如果将增强上肢肌肉的基因注入标枪运动员的身体，98.48米的世界纪录将很容易被打破；把促进血红细胞增长的基因注入马拉松选手体内，他就可以轻松跑进2小时……打一针，我们可以跳得更高，跑得更快，爆发力更强，耐力更持久，训练？谁还训练！
甚至有人在预想，随着科技的发展，我们完全可以利用“转基因”技术，制造出能将白种人的体格、黑种人的耐力和黄种人的灵巧集于一身的“超级运动员”！
高科技运动装备的出现，已经让很多人发出“到底是运动员在比赛还是泳衣球鞋在比赛”的质疑声，如果“制造超人”成为现实，到底是幸，还是不幸？
科学是一把双刃剑，它能让比赛变得更刺激、更好看，也可能让体育完全背离体育精神——而这种精神才是我们真正热衷于体育、感动于体育的原因。
让我们利用而不是滥用科技。
在这句著名的奥林匹克口号的感召下，人类不断挑战极限，一点一点地提高着自己的跳跃高度、奔跑速度、力量强度……运动员的努力和汗水，我们都看在眼里，但是还有一种力量我们看不见，却往往发挥着举足轻重的作用，它的名字叫科技。
披着鲨鱼皮的“鱼雷”
2000年悉尼奥运会，游泳比赛即将开始，索普出场了！这位人称“鱼雷”的澳大利亚游泳天才这次又会给人们带来什么样的惊喜呢？很多人的目光首先被索普的一身“行头”吸引了过去——他穿着一件紧身的连体泳衣，和身边那些只穿着泳裤的选手显得那么不一样，看上去简直有点“科幻”色彩。
在接下去的比赛中，索普一连夺得3金2银，还打破了两项世界纪录。人们不禁要问：他的优异表现，跟他身上的神秘装备有关系吗？
这件泳衣是Speedo公司研制的“鲨鱼皮”，这个名字可绝不仅仅是比喻。科学家研究发现，鲨鱼之所以能在海洋里快速游动，除了它们的流线型体形之外，与它们的皮肤结构也大有关系。鲨鱼的皮肤很光滑，但是在显微镜下观察，不难发现上面布满了许多微小的V字型齿状凸起，这种凸起叫“肤齿”（图1）。这种结构能够让水流从小齿的顶部快速掠过，从而减少鲨鱼游动时受到的摩擦阻力。看看Speedo公司生产的“鲨鱼皮”的表面结构吧（图2），俨然是一张人造的鲨鱼皮！
不光如此，“鲨鱼皮”采用了超轻超薄的纤维材料，并采取了无缝拼接的方式，通过对运动员身体的精心测量，这件泳衣能够和运动员紧密地“人衣合一”，如同另一层皮肤，能够有效地控制肌肉颤动，从而减少能量损耗。当然，要穿上这绝对“合身”的泳衣也不那么轻松，为了给索普披上这件战袍，助手们花了整整半个小时，赛后干脆就用剪刀剪开了事。
如今，“鲨鱼皮”已经升级到了第四代，减少的水中阻力也从当初的3%提高到了10%。自从“鲨鱼皮”问世以来，各项游泳世界纪录接二连三地被打破，难怪Speedo公司敢自信地说：“这是世界上可以游出最快成绩的泳衣。”
黄色闪电 红色魔鞋
《水浒传》里的“神行太保”戴宗有一件秘密武器——“甲马”，据说此公把两个甲马绑在腿上，能日行500里，绑上四个就是800里了。甲马是什么？据说是一种“符”，估计属于封建迷信一类的东西。
我们知道，第一个跑完马拉松全程的希腊战士，是光着脚的；仅仅一百年前，运动员们还都穿着平常的服装，在泥地或炉渣地面上赛跑。各种专业运动鞋和服装的出现，皆为运动科技的研究成果所赐。
据测算，我们每跑出一步，着地脚所承受的重量是体重的3 倍。如果一个人的体重是50公斤，那么他每跑一步，着地的那只脚就要承受150公斤的重量。所以，要想跑出好成绩，穿什么鞋的问题就不能轻视。
科技人员在研究了人体生理结构和运动力学后，提出跑鞋设计的三大原则：第一，减震，不能让运动员跑起来感到“颠簸”；第二，“能量回输”，说白了就是适当的反弹，让运动员跑起来更加轻松自如；第三，附着力，也就是说要“抓地”，避免运动员脚底打滑。综观如今运动员脚上的鞋，无不体现着这三条原则，而且根据运动项目的不同、场地的不同以及运动员体重、脚型的不同而千变万化。
另外，根据生物力学专家测定的数据，跑鞋的重量每增加100克，体能消耗将增加1%。因此在保证质量的前提下，跑鞋越轻越好。于是科研人员想方设法改进工艺和材料，减轻跑鞋重量。2000年悉尼奥运会上，美国女飞人玛丽安·琼斯穿了一双用透明塑料制成的“水晶鞋”，重量只有99克。为了给跑鞋“减肥”，科研人员用高速摄像机以每秒500幅的速度拍摄了琼斯跑步的英姿，发现她比赛时脚后跟从来不着地，于是果断地把鞋后跟去掉了——可是，后来琼斯被查出服用了兴奋剂，到手的金牌被统统收回，这双“水晶鞋”到底发挥了多大的作用，我们是无法知晓了。
然而，这是最轻的跑鞋吗？4年之后，亚洲飞人刘翔在雅典奥运会上划出一道黄色闪电，夺得了110米跨栏比赛的冠军。事后他透露，他的战靴“红色魔鞋”仅重8克（相当于3个乒乓球的重量），“穿起来像丝袜一样”。而这双鞋的五颗鞋钉，也是研究人员专门为刘翔精确地“量脚定做”的。
在地面上飞行
1896年，第一届现代奥运会在希腊举行。激动人心的100米决赛就要开始了，然而看台上传出了一阵阵嘘声，女性观众甚至连忙用手把眼睛捂上。因为起跑线上，站着一位只穿背心短裤的男子。在当时的人们看来，这位叫托马斯·伯克的美国运动员简直是个“亵渎圣神的暴露狂”。然而，发令枪响后，伯克却一路领先，最终创造了当时的百米纪录——12秒。事实证明，“暴露狂”是对的，穿短衣短裤的他跑动时受到的空气阻力可比那些穿着一本正经的对手们小多了。
科学研究表明，在快速运动中，运动员最大的“天敌”是空气阻力。美国空气动力学家杰克·兰比通过实验得出结论：跑步运动员穿上设计科学的紧身衣能减少6%的空气阻力；荷兰科学家亨利克·帕伊尔甚至说，穿上流线型的运动服可以帮助运动员在10公里长跑中将运动成绩提高16秒。
2000年悉尼奥运会的女子400米赛场上，澳大利亚选手凯西·弗里曼一出场便引人注目，她穿了一件带帽子的连体运动服。这套正式名字叫“快衣”（swiftsuit)的运动服倾注了科研人员整整6年的心血：它由5类不同材质制成，光滑的正面能让空气快速流过，呈网状的背面起着类似汽车“扰流板”（俗称“尾翼”）的作用，减少了背后形成的空气漩涡的阻力，而在人体最聚热的部位又设置了透气布料，以达到理想的体温调节效果。
弗里曼凭借“快衣”之威，飞一般地冲过终点，冲上了最高领奖台。
不仅仅是空气阻力，高科技运动服甚至还能提高运动员的临场发挥水平。新西兰Canterbury公司生产了一种新式的“电离子球衣”——这种神奇的球衣首先通过改变皮肤的负电极，加快血液循环，向人体输送更多氧气，提高运动能力；同时，因为血液循环加速，那些因运动产生的乳酸（想想我们在运动后肌肉感觉发酸的情形吧）也可以更快地被血液带走排出，从而降低疲劳程度。南非国家橄榄球队运动员身穿这种电离子球衣参加世界杯，最终夺冠。
“让我们设计成绩”
1976年奥运会前，美国铁饼运动员马克·威尔金斯的最好成绩是66.78米。大赛在即，如何通过训练进一步提高成绩？吃更多苦，流更多汗？美国人选择了计算机技术。
运动队负责人聘请了计算机专家，研制出一种训练分析系统，该系统能用高速摄影机拍摄运动员的连续运动过程，并迅速进行数据处理，用图像反映出铁饼出手后几秒钟内的运动轨迹和状态，显示出加速度、角度、角速度等各种运动参数，并将这些参数与计算机的优化数据进行比较。教练利用这套系统对威尔金斯的动作进行会诊。经计算机分析后发现，威尔金斯的技术动作中有两处不合理：一是旋转时鞋与地面摩擦系数过大，消耗了一部分能量；二是膝关节支撑技术有点小毛病。专家们认为，如果这两条都能有所改进的话，威尔金斯保持的世界纪录还能提高3米。
威尔金斯根据专家的建议进行训练，真的将自己保持的世界纪录由66.78米提高到70.86米。
这鼓舞了很多人，很多体育科研人员也自信满满地喊出口号：“让我们设计成绩！”
现在，用高科技帮助运动员进行科学训练早就不是什么秘密了。我们知道，刘翔的“翔之队”中，就有一批“科学达人”，他们把刘翔的每一个瞬间记录下来，利用专门的仪器对动作进行技术分析，为训练提供科学依据。他们通过肌肉力量的监测，发现刘翔两条腿的力量不平衡，教练根据这一数据，有针对性地制定了均衡刘翔腿部力量的计划。
从“让人兴奋”到“制造超人”
1904年美国圣路易斯奥运会，美国马拉松运动员托马斯·西柯斯服用了大量混合了鸡蛋清的“的士宁”——这是一种能使人中枢神经兴奋度提高的有毒性的药物，一举获得金牌。这是现代奥运史上有案可查的最早一例服用兴奋剂的案子。
到今天，兴奋剂的种类已从早期的只有少数几种发展到9类100多种，而且已经不只是“让人亢奋”，还包括某些抑制人体某种机能的药物，如有些药能抑制和减轻疼痛，从而增强运动员的信心。
兴奋剂造成的后果不仅是使运动成绩虚假，同时也严重伤害着运动员的健康。例如1960年，服用了兴奋剂的丹麦运动员克努德·詹森在进行公路自行车比赛时就突然死亡。但“名誉”“金钱”这些东西仍让很多运动员不惜铤而走险。1964年，东京奥运会过后，国际奥委会的官员发现，满地都是运动员用过的注射针头——从此，奥委会痛下决心向兴奋剂宣战。然而，这场战争非但远未取胜，更面临着尖端科技的挑战。
随着人类遗传密码的破译，许多基因药物应运而生，人类以往感到束手无策的遗传疾病，出现了治愈的希望。科学家给小白鼠后腿注射一种生长因子后，小白鼠的腿部肌肉力量增加了15%到30%。这个实验的成功，原本是肌肉损耗病人和肌肉衰弱的老年人的福音，然而在雪片般飞向实验室要求获取这种生长因子的信件和电邮中，有相当一部分来自运动员和教练。这种新的“基因兴奋剂”一旦进入细胞，就能“悄悄”地让运动员强大起来，却很难被检测出来。
如果将增强上肢肌肉的基因注入标枪运动员的身体，98.48米的世界纪录将很容易被打破；把促进血红细胞增长的基因注入马拉松选手体内，他就可以轻松跑进2小时……打一针，我们可以跳得更高，跑得更快，爆发力更强，耐力更持久，训练？谁还训练！
甚至有人在预想，随着科技的发展，我们完全可以利用“转基因”技术，制造出能将白种人的体格、黑种人的耐力和黄种人的灵巧集于一身的“超级运动员”！
高科技运动装备的出现，已经让很多人发出“到底是运动员在比赛还是泳衣球鞋在比赛”的质疑声，如果“制造超人”成为现实，到底是幸，还是不幸？
科学是一把双刃剑，它能让比赛变得更刺激、更好看，也可能让体育完全背离体育精神——而这种精神才是我们真正热衷于体育、感动于体育的原因。
让我们利用而不是滥用科技。