体育科学新潮

【美国《时代》周刊１９９２年夏季奥运会专刊文章】题：造就完美的运动员
迈克·鲍威尔自从１１岁从事跳远运动以来，就显示了巨大的潜力。但这位美国选手在他参加比赛的头１５年里并没有出类拔萃。他的跳远纪录总是徘徊在７．６米至７．９米之间，差一米就可破世界纪录。然而在去年８月东京世界田径锦标赛上，鲍威尔大显身手。他从起跑起跑线起跑，猛踩跳板，凌空一跃，跳出了８．９５米的成绩，比鲍勃·比蒙２４年前创下的‘“不可打破的”跳远世界纪录超出５厘米。
鲍威尔相信自己的成绩能继续提高，他毫不怀疑自己能在巴塞罗那奥运会上再创一项世界纪录。尝试各种技术
是什么促使他令人惊奇地由一位二流选手而成为世界纪录打破者的？现年２８岁的鲍威尔把这归功于他的教练兰迪·亨廷顿设计的一项五年科学训练计划。亨廷顿的绰号是“小发明先生”，他以其全身心投入训练的研究精神而几乎尝试过一切技术。鲍威尔的训练计划内容包括：
——为了增强腿部的爆发力，鲍威尔常在腿上绑一个张开的降落伞跑步。为了变换花样，他有时就拉着一架雪橇跑步。
——在加州南部家中的车库里，鲍威尔利用风动重力机锻炼气力，这种机器确实能控制他运动的速度以防损伤关节。
——为了防止受伤并缩短重力训练间隙身体恢复的时间，鲍威尔在自家的泳池内做十几次水中练习。他还用一种使用电池的微电流装置放电刺激肌肉。
欢迎加入这股强劲的体育科学新潮流。这股潮流的目标是：超越人类运动的极限。仅简单地靠刻苦训练、粗暴的教练和些许运气就能培养出体育明星的年代早已一去不复返了。目前科学已成为越来越多的世界级运动员所采用的训练方案不可缺少的一部分。这些选手发现，金牌与银牌之差常常是以１厘米和１／１００秒来衡量的。
这个新领域已经发展为一个行业。日益壮大的体育科学专家队伍可以分成３类：（１）生理学家、理疗家和营养学家，他们的主要工作是调理运动员的身体，使其发挥最大的力量和耐力；（２）生物力学专家，负责寻求一种与运动员的体育项目和身体类型相适应的理想技术；（３）心理学家，促进运动员心身之间的交流。肌肉锻炼新法
一些运动员一周训练６天，每天７小时。最终他们达到一个极限点，然后成绩出现递减趋势。因为身体能忍受的训练程度是有极限的，过了这个极限就会垮下来。设在科隆的德国体育科学大学的生物力学教授布吕格曼说：“无论从生理还是从社会方面看，任何再提高训练强度的做法都是不负责任的。科学必须寻求提高培训效率的方法。”
因此一种新的训练方案正日益普及：减少劳损，增强体质。运动员们训练强度加大了，但他们并不做无效劳动，或者损害自己的身体。目前正在带一支美国队的前苏联划船教练格林科说：“在俄罗斯，我的队员们在训练时被迫背着冰箱和沉重的家具跑步。在美国，你可以找到任何类型的训练机器。”根据格林科为这支美国队制订的训练表，他几乎使运动员的举重量提高近３倍，但他也很讲究策略，他在指导一组队员做肌肉训练时，就让其他队员休息以此轮回训练。
体育科学所带来的最大变化之一是增加了抵抗力训练，包括举重训练或在由液压器材和橡皮带等组成的功能齐全的体育训练机上训练。除了增加强度外，这样的训练方法甚至已扩展到更讲究技术的射箭和射击等项目。其原因是科学家们发现，肌肉力量不仅能产生力气还能产生耐力。大多数训练的目标是增强肌肉的力量而不是让它鼓起来。弗吉尼亚州乔治·梅森大学的重力训练教练阿什说：“我们要努力培养跑步和跳高的能手，而不是健美明星。”所采用的技术是反复地进行抵抗力相对低的训练，这可能要花更长的时间以增强肌肉力量，但却能大幅度地增强肌肉的耐力。在做抵抗力训练时，运动员们集中做肌肉训练。他们直到最近还没有意识到肌肉训练对其体育成绩的提高至关重要。教练们要求赛车手锻炼后腿肌，即大腿后面的一组肌肉。洛杉矶加州大学的格里戈尔是生物力学专家，他解释说：“后腿肌的作用要比从前想象的更重要。它能稳定膝盖，并有助于关节之间的物理能传输。”
即使单块肌肉也拥有与特别训练相应的不同纤维，两种最主要的类型是所谓的快缩纤维和慢缩纤维。快缩纤维能快速收缩以产生巨大的力量，慢缩纤维所释放的力量较小，但它并不象快缩纤维那样迅速疲劳。铅球运动员、短跑运动员和举重运动员拥有大量的快缩纤维；长跑运动员和游泳运动员拥有的大多是慢缩纤维；需要速度与耐力的运动员则努力寻求一种大致平衡。美国奥林匹克培训中心专家弗莱克说：“你无法把慢缩纤维转变为快缩纤维，但你可以努力使它们朝那个方向发展。”希望提高自己最后冲刺爆发力的中长跑运动员可以通过弹跳、跳远和短跑练习来调节自身肌肉纤维，促使它加快收缩速度。研究体能机理
肌肉只有在拥有能量时才能发挥作用，所以科学家们深入研究了人体制造能量的机理。他们发明了不同的调理身体的方法以扩大两种基本能量的生产。一种是众所周知的增氧方法。肌肉依靠氧气把碳水化合物、脂肪和蛋白质转换为能量。从事耐力型项目（例如长跑等）的运动员主要依靠这种方法，它能持续很久。呼吸时不停地供氧，但最终碳水化合物的储备会耗尽。
另一种方法是非增氧法，利用这种方法时，肌肉不耗费氧气，但依赖细胞间的化学反应，以促使储藏在肌肉内的碳水化合物和其他物质产生能量。短跑运动员——还有突然冲出淋浴间去接电话的非运动员——主要依靠这个方法。此法能提供大量能量，但消耗得也很快。其原因有：储存的物质消耗完了，相伴产生的乳酸能阻止肌肉收缩。
为了研究这些能量的储存问题，科学家和体育教练们收集运动员在体育训练时呼出的气体，并抽取血样以检测乳酸等化学物质。电子计算机快速作出分析，从而使教练及时获得有关资料，削减运动员随后的训练项目。在科罗拉多州美国游泳协会的国际水上运动研究中心，有１万多名游泳选手在一个流水槽内接受测试，测试纪录了他们的吸氧量并对他们的运动作出评价。流水槽内所作的评价表明，美国女子１００米自由泳专家托里斯应多利用非增氧法，即增加疾跑和冲刺训练次数。讲究营养配制
同样重要的是身体赖以制造能量的原材料。仅仅在２５年前，蛋白质是冠军们的早餐，当时运动员们大嚼大咽牛排和鸡蛋。现在每吃一点食品都受到评价。在美国奥林匹克中心的小卖部，每样食品都标明其碳水化合物、蛋白质和脂肪的含量。大量的碳水化合物（约占每日所需热量的６０％至７０％），是运动员食谱中的主要成份，因为碳水化合物的储存有助于维持体力。营养学家建议运动员们把自己所吸收的脂肪量限制在３０％以内，把蛋白质限制在１５％左右。高级运动员需要密切注意的是喝足够的饮料，吃足够的食物。美国奥林匹克中心的营养专家尼尔森说：“运动员们在训练和比赛前总是吃得很好，但随后他们常常因过于疲劳而不能完全补充食物储存。在整个训练过程中，他们的身体日渐衰弱并脱水。”理疗亦为关键
由于出色的选手常常在比赛时全力以赴，他们在赛后或者过度疲劳，或者身体受伤，因此理疗成为体育培训科学中一个关键内容。３６岁的美国跨栏运动员摩西曾两度获得奥运会金牌，他在巴塞罗那奥运会选拔赛中失利。他曾参加过３届奥运会，他说，他能参加这么多次奥运会，应归功于理疗专家肯·吉野。他说：“每个运动员在走下赛场时都无精打采。世界级运动员也总是感到很累。”而肯·吉野运用计算机和其他仪器分析摩西在赛场上的运动状况，并利用一种高级肌肉按摩仪治疗摩西疲劳的肌肉和关节。
实际上，保持运动员青春的最佳方法是不要中止锻炼。高级运动员们目前已经一改过去的季节性训练的方法，而全年进行锻炼。美国生理学家弗莱克说：“年龄的增长不一定就影响运动员的成绩。成绩受影响是中止锻炼的缘故。”专家们认为，４２岁的游泳选手斯皮茨的蝶泳速度仍是很理想的，但他在今年初重返泳坛参赛时失利，是因为他已经１７年半没有坚持锻炼了，他所做的抵抗性训练不够。精心设计动作
即使力量型的项目（如掷铁饼）也与精心细致的动作设计有关。这些设计五花八门，这就为生物力学领域的发展提供了沃土。生物力学专家利用红外线激光器、高感光度底片、高速摄像机和电子计算机来分离创造好成建的动作。科学家们已经分析了各种体育动作，从举重运动员的抓举到划船运动员的划桨动作。德国链球运动员韦斯在备战巴塞罗那奥运会时，与他的教练及一名生物力学专家一道仔细分析了苏联链球运动员谢德赫的体育录像资料，谢德赫在１９８６年创下了至今未被打破的链球投掷世界纪录。谢德赫取得成功的原因之一是他能够使尽全力，做法是他在做投掷前的三四圈旋转动作时尽可能保持两脚着地。
宾州大学体育科学研究员谢伊为跳水运动员设计了一种遥感蜂鸣嚣，它利用与一台电子计算机相联接的遥感器测量跳水运动员的潜水资料。在跳水运动员训练时该机器能够发出不同的蜂鸣声，告诉运动员他所处的高度以及瞪踩弹跳板的轻重程度。谢伊说：“我们想向运动员及时提供有关跳水的准确信息，因此他可以在下一次试跳时加以修正。”
德国击剑运动专家们研制出一种特殊的铁制靶人，用以检测击剑运动员的进攻力。这个人体模型拥有一个钢盔式头部，内装一架高速摄像机，其躯体上关键部位装有一些小灯泡。当运动员向靶人发动攻击时，就会亮起红、绿或白的３种不同的光以报告成绩。利用靶人所做的实验表明，速度并非决定运动员实力的唯一关键因素。如果运警员在发动攻击前不急于出手，并有意识地跑动，那就能提高命中率。重视心理训练
专家们已经设计了数种方法以促使运动员保持心理健康。一项普遍的技术是心理上的预赛，即敦促运动员仔细地重看他们在过去比赛中创造最佳成绩时的录像，或者让他们去设想自己在即将举行的比赛中将取得的成功。２４岁的撑竿跳高运动员曼森每天早上一被闹钟声叫醒，就听一段７分钟的录音，以帮助自己形象地了解自己的跳高情景。录音带的背景音乐是由格鲁申演奏的爵士乐，曼森就这样随着音乐听他自己叙述他从起跑到过竿和着地的完美的跳高动作。希望参加巴塞罗那奥运会的牙买加跳远运动员格思里经常观看自己创最好成绩时的录像，记住这次跳远时的每个动作。她说：“然后我总跟自己自言自语好久。”
在比赛中，心理要求处于支配地位。美国奥林匹克女子气步枪组运动员梅里说：“每个人都认为体育就是使身体达到极限。但射击是要使自己的思想达到极限。就象下棋一样。”坚定信念和全神贯注是促使运动员命中很小的靶标的关键。科学家正在设法帮助运动员克服心慌意乱的主要表现心跳问题。亚利桑那州立大学心理学专家兰德斯发现，出色的射箭运动员能在把箭射出之时将自己的每分钟的心跳减少４至１１下。
毫无疑问，体育科学中也存在弄虚作假的现象。即使体育科学的提倡者也对夸大其词的吹嘘和故弄玄虚的做法持谨慎态度。德国体育科学大学的内科与体育医学教授马德指出，肯尼亚培养跑步运动员的计划是最简单不过的了。他说：“这个计划就是：从年轻时起坚持每天跑步，那么就自然会有好成绩。”更新纪录有望
谁都无法确定科学能够把运动成绩提高到何种程度。在多数比赛项目中，提高成绩的可能性愈来愈小。美国艾奥华大学生物力学专家詹姆斯·海伊说：“很显然，体育成绩上升的曲线正在拉平。”但是，某些体育领域仍显示了提高成绩的巨大可能性。美国奥委会体育科学负责人、生理学家简·卡尼预言：“到２０５４年，跑完１英里（１６０９米）可能仅需３分３０秒。在游泳方面，我们尚未达到生理极限。”特鲁普又说：“鱼在水中的运动效率为８０％至９０％，但世界级游泳选手在水中的运动效率仅为８％至９％。
在今后６至１０年内，１００米跑的成绩提高１至２秒的可能性并非不存在。”其中一些进步可能将由那些天赋更高的运动员取得，但科学也将使运动员们更快、更高、更强。
（支林飞译）