頭發(fā)與金牌

王克強(qiáng)

1985年，在有風(fēng)城之譽(yù)的美國芝加哥市舉行的馬拉松比賽中，英國皇家空軍的士兵史蒂夫·瓊斯留著他那慣常的發(fā)型，盡全力跑完了全程，獲得第一名。遺憾的是，只差一點(diǎn)他就能突破這項(xiàng)比賽的最高紀(jì)錄。也許他當(dāng)時(shí)并未意識(shí)到，僅僅可能是因?yàn)轭^發(fā)，使他丟掉了破紀(jì)錄和榮獲5萬美元獎(jiǎng)金的機(jī)會(huì)。

一般人大概不會(huì)去絞盡腦汁思考頭發(fā)和運(yùn)動(dòng)成績的關(guān)系，但體育科學(xué)人員卻在為運(yùn)動(dòng)員能提高那怕是幾分之一秒的成績而嘔心瀝血。因?yàn)橛袝r(shí)零點(diǎn)一秒即能決定勝負(fù)。美國加里福尼亞州大學(xué)的克爾是一位專門研究生物工程學(xué)的科學(xué)家。他對(duì)體育運(yùn)動(dòng)中的力學(xué)問題有著濃厚的興趣，曾經(jīng)設(shè)計(jì)過一種低阻力的流線型比賽用自行車和頭盔，這種車為美國隊(duì)在23屆奧運(yùn)會(huì)上奪取4塊金牌立下了汗馬功勞。后來，他又認(rèn)真研究子長距離跑步中空氣對(duì)人體的阻力，他先在一個(gè)人工控制風(fēng)力大小的試驗(yàn)風(fēng)洞里用人體模型測(cè)出了沒風(fēng)力下人體受到的風(fēng)阻力，然后經(jīng)計(jì)算得知，跑步時(shí)人要把總能量消耗的6％用到克服空氣的阻力上。由此，克爾得出了一個(gè)結(jié)論：減少空氣的阻力，可以使運(yùn)動(dòng)成績提高。他在研究中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員穿的服裝乃至身上的汗毛，都可以使阻力輕微增高。計(jì)算表明，穿松弛的棉織品可以增加5％的前進(jìn)阻力，穿一條長絨襪也足以使阻力升高一個(gè)百分點(diǎn)。還有很大一部分阻力，卻都是來自前進(jìn)時(shí)飄拂的頭發(fā)。專家指出：在同樣努力的情況下，長頭發(fā)會(huì)使風(fēng)阻力增加到6％以上；而短頭發(fā)的阻力只有4％。換算成速度，就意味著在42公里的馬拉松賽跑中約等于少跑了30多米。瓊斯那次距世界最好成績僅差幾秒，他如果再快一點(diǎn)，就會(huì)得到那筆5萬美元的破紀(jì)錄獎(jiǎng)金了。因此，科學(xué)家對(duì)參加體育比賽的長跑運(yùn)動(dòng)員提出建議，頭發(fā)盡可能要理得短一些好，或者干脆剃成光頭。如果認(rèn)為頭發(fā)太短有失風(fēng)度，還可以采取一個(gè)折衷辦法，即戴一個(gè)光滑的特制的帽子，據(jù)說也可以使風(fēng)的阻力減少到4％以下。這樣，可以使你不多花費(fèi)一點(diǎn)力氣就能提高速度，也許那就是你贏得比賽勝利所需要的1秒或零點(diǎn)幾秒鐘。

這個(gè)例子雄辯地說明，引人注目的體育比賽，不僅是體壇精英競技角逐的場合，同時(shí)也是科學(xué)技術(shù)的用武之地，金牌閃爍的體育比賽，不僅和運(yùn)動(dòng)員的素質(zhì)、技術(shù)、心理狀態(tài)有關(guān)，而且還和科學(xué)有關(guān)。

為了提高運(yùn)動(dòng)員的比賽成績，各國科學(xué)家都著手于新型運(yùn)動(dòng)器械的研制和開發(fā)，以便為選手奪冠創(chuàng)造有利的條件。美國有一家公司特地為號(hào)稱“飛人”的短跑健將劉易斯制造了一種輕盈而堅(jiān)固的陶瓷鞋釘，使跑鞋的重量減輕20克；美國的游泳高手本茨，穿的泳衣是以超細(xì)的尼龍纖維和聚氨纖維織成，其平滑程度和伸縮性能均可提高一倍，這樣就能減少水的阻力，游起來更快。日本還發(fā)明一種神奇的外涂劑，涂在游泳運(yùn)動(dòng)員身上，在游速2米／秒的情況下，能減低水的阻力達(dá)10％。對(duì)于射箭選手來說，以往用的鋁合金箭已經(jīng)落后，新問世的碳素箭，具有直徑小、重量輕、阻力小的優(yōu)點(diǎn)，每秒飛行速度比前者快近20米，穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性均有所增加。

一些國家的科學(xué)家還在埋頭致力于增加選手體力和耐力的研究，并已初步獲得成果。其中，高原訓(xùn)練已成為世界各地選手廣泛采用的良方。研究表明，高原訓(xùn)練可以讓選手在大賽前夕獲得更多的血紅蛋白，增加血球的攜氧量，從而達(dá)到改善體能、提高成績的效果。還有一些國家，平時(shí)將運(yùn)動(dòng)員的血液抽出一些，冷藏起來，賽前再給選手輸入，可以提高體力和持久力。英國發(fā)明了一種具熒光性的紫外線，選手在訓(xùn)練之后用這種魔光照射一小時(shí)即可減輕疲勞，迅速恢復(fù)體力，日本建議使用漢方“連翹解毒散”來阻緩選手體溫上升，從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)來說，在運(yùn)動(dòng)中若將體溫降低1.5℃，則選手的體力消耗將大大減輕。

近年來，高科技正大踏步地進(jìn)人體育領(lǐng)域，尤其是用于選手訓(xùn)練。在美國高技術(shù)中心硅谷的一個(gè)房間里，美國的奧林匹克雪橇隊(duì)在用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的仿真世界里進(jìn)行訓(xùn)練，以謀求在冬季奧運(yùn)會(huì)上奪取金牌。而法國的企業(yè)聯(lián)合組織也積極資助有關(guān)方面，力圖用計(jì)算機(jī)人工智能的最新成果，奪得美洲杯帆船賽冠軍。硅谷圖像公司德溫特·哈勃特和他在加里福尼亞戴維斯大學(xué)的科研組織合作設(shè)計(jì)了一種仿真的雪橇模擬裝置，他是利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的立體圖像，將一個(gè)沒有光亮的試驗(yàn)室轉(zhuǎn)變成類似法國阿爾貝維爾冬季奧運(yùn)會(huì)的雪橇賽場，這樣會(huì)使駕雪橇的運(yùn)動(dòng)員有可能在沿跑道下滑時(shí)，體驗(yàn)出在最佳路線滑行時(shí)的切身感受，從而達(dá)到在實(shí)際比賽中提高運(yùn)動(dòng)成績的目的。雪橇運(yùn)動(dòng)員查克利·奧諾惠支說：“這種神奇的裝置實(shí)在叫人難以置信。當(dāng)別人第一次向我介紹它的功能時(shí)，我還半信半疑；當(dāng)我實(shí)地訓(xùn)練后，才明白果然名不虛傳。它對(duì)我們?cè)诙瑠W會(huì)的比賽無疑將發(fā)揮積極作用，起碼它使你的信心大大增強(qiáng)?！?/p>

其實(shí)，這種先進(jìn)裝置早就有了，只是未能將其用于體育領(lǐng)域。正如硅谷圖像公司經(jīng)理愛德華·麥克勞所說：過去由于費(fèi)用極為昂貴，只有美國國家航空航天局、國防部以及一些電影制片廠才買得起，而現(xiàn)在價(jià)格大幅度下降了，因此我們就瞄準(zhǔn)了諸如體育運(yùn)動(dòng)這一潛在的市場。實(shí)踐證明，使用這種模擬裝置比實(shí)地訓(xùn)練還省錢。例如，雪橇模擬裝置目前的價(jià)格是10萬美元，而美國奧林匹克雪橇隊(duì)到法國阿爾貝維爾滑道作實(shí)地訓(xùn)練，僅旅行費(fèi)用就要花6萬美元，而且只能作13次滑行訓(xùn)練，但是使用模擬裝置進(jìn)行訓(xùn)練，僅用了3天時(shí)間即可進(jìn)行300多次雪橇滑行訓(xùn)練，哈勃特說，美國雪橇隊(duì)能在冬奧會(huì)上取得優(yōu)異成績，那么就會(huì)在體育運(yùn)動(dòng)方面開創(chuàng)一個(gè)使用高科技仿真模擬裝置作為訓(xùn)練手段的一個(gè)新時(shí)代。

尤為有趣的是，電腦會(huì)為運(yùn)動(dòng)員提供最佳訓(xùn)練方案。在德國萊比錫弗里德里希—路德維希—雅士大街59號(hào)，有一個(gè)秘密的研究所。該所擁有世界體育上一流專家800多名，還擁有世界上所有體育項(xiàng)目的珍貴情報(bào)資料，以及門類齊全的最先進(jìn)的體育科研儀器設(shè)備—包括具有特種功能的電腦。任何一名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行檢測(cè)后，就可以得知任何一塊肌肉、骨骼擁有的力量和幾乎所有的神經(jīng)纖維可達(dá)到的反應(yīng)速度，從而了解尚有多少潛力未被挖掘，并使用電腦設(shè)計(jì)出最完美的一整套挖潛方案。運(yùn)動(dòng)員的任何動(dòng)作都被分解成細(xì)小圖像，然后將它們同國外最優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員同類動(dòng)作相比較。電腦有如一位老謀深算的教練，會(huì)準(zhǔn)確無誤地指出本國運(yùn)動(dòng)員的不足，并且迅速提供最佳改進(jìn)方案。由于這座秘密研究所對(duì)體育事業(yè)貢獻(xiàn)非凡，因而被人們稱為世界上最成功、最先進(jìn)的“金牌得主的制造工廠”。