头发与金牌

王克强

1985年，在有风城之誉的美国芝加哥市举行的马拉松比赛中，英国皇家空军的士兵史蒂夫·琼斯留着他那惯常的发型，尽全力跑完了全程，获得第一名。遗憾的是，只差一点他就能突破这项比赛的最高纪录。也许他当时并未意识到，仅仅可能是因为头发，使他丢掉了破纪录和荣获5万美元奖金的机会。

一般人大概不会去绞尽脑汁思考头发和运动成绩的关系，但体育科学人员却在为运动员能提高那怕是几分之一秒的成绩而呕心沥血。因为有时零点一秒即能决定胜负。美国加里福尼亚州大学的克尔是一位专门研究生物工程学的科学家。他对体育运动中的力学问题有着浓厚的兴趣，曾经设计过一种低阻力的流线型比赛用自行车和头盔，这种车为美国队在23届奥运会上夺取4块金牌立下了汗马功劳。后来，他又认真研究子长距离跑步中空气对人体的阻力，他先在一个人工控制风力大小的试验风洞里用人体模型测出了没风力下人体受到的风阻力，然后经计算得知，跑步时人要把总能量消耗的6％用到克服空气的阻力上。由此，克尔得出了一个结论：减少空气的阻力，可以使运动成绩提高。他在研究中发现，运动员穿的服装乃至身上的汗毛，都可以使阻力轻微增高。计算表明，穿松弛的棉织品可以增加5％的前进阻力，穿一条长绒袜也足以使阻力升高一个百分点。还有很大一部分阻力，却都是来自前进时飘拂的头发。专家指出：在同样努力的情况下，长头发会使风阻力增加到6％以上；而短头发的阻力只有4％。换算成速度，就意味着在42公里的马拉松赛跑中约等于少跑了30多米。琼斯那次距世界最好成绩仅差几秒，他如果再快一点，就会得到那笔5万美元的破纪录奖金了。因此，科学家对参加体育比赛的长跑运动员提出建议，头发尽可能要理得短一些好，或者干脆剃成光头。如果认为头发太短有失风度，还可以采取一个折衷办法，即戴一个光滑的特制的帽子，据说也可以使风的阻力减少到4％以下。这样，可以使你不多花费一点力气就能提高速度，也许那就是你赢得比赛胜利所需要的1秒或零点几秒钟。

这个例子雄辩地说明，引人注目的体育比赛，不仅是体坛精英竞技角逐的场合，同时也是科学技术的用武之地，金牌闪烁的体育比赛，不仅和运动员的素质、技术、心理状态有关，而且还和科学有关。

为了提高运动员的比赛成绩，各国科学家都着手于新型运动器械的研制和开发，以便为选手夺冠创造有利的条件。美国有一家公司特地为号称“飞人”的短跑健将刘易斯制造了一种轻盈而坚固的陶瓷鞋钉，使跑鞋的重量减轻20克；美国的游泳高手本茨，穿的泳衣是以超细的尼龙纤维和聚氨纤维织成，其平滑程度和伸缩性能均可提高一倍，这样就能减少水的阻力，游起来更快。日本还发明一种神奇的外涂剂，涂在游泳运动员身上，在游速2米／秒的情况下，能减低水的阻力达10％。对于射箭选手来说，以往用的铝合金箭已经落后，新问世的碳素箭，具有直径小、重量轻、阻力小的优点，每秒飞行速度比前者快近20米，稳定性和准确性均有所增加。

一些国家的科学家还在埋头致力于增加选手体力和耐力的研究，并已初步获得成果。其中，高原训练已成为世界各地选手广泛采用的良方。研究表明，高原训练可以让选手在大赛前夕获得更多的血红蛋白，增加血球的携氧量，从而达到改善体能、提高成绩的效果。还有一些国家，平时将运动员的血液抽出一些，冷藏起来，赛前再给选手输入，可以提高体力和持久力。英国发明了一种具荧光性的紫外线，选手在训练之后用这种魔光照射一小时即可减轻疲劳，迅速恢复体力，日本建议使用汉方“连翘解毒散”来阻缓选手体温上升，从运动生理学来说，在运动中若将体温降低1.5℃，则选手的体力消耗将大大减轻。

近年来，高科技正大踏步地进人体育领域，尤其是用于选手训练。在美国高技术中心硅谷的一个房间里，美国的奥林匹克雪橇队在用计算机设计的仿真世界里进行训练，以谋求在冬季奥运会上夺取金牌。而法国的企业联合组织也积极资助有关方面，力图用计算机人工智能的最新成果，夺得美洲杯帆船赛冠军。硅谷图像公司德温特·哈勃特和他在加里福尼亚戴维斯大学的科研组织合作设计了一种仿真的雪橇模拟装置，他是利用计算机设计的立体图像，将一个没有光亮的试验室转变成类似法国阿尔贝维尔冬季奥运会的雪橇赛场，这样会使驾雪橇的运动员有可能在沿跑道下滑时，体验出在最佳路线滑行时的切身感受，从而达到在实际比赛中提高运动成绩的目的。雪橇运动员查克利·奥诺惠支说：“这种神奇的装置实在叫人难以置信。当别人第一次向我介绍它的功能时，我还半信半疑；当我实地训练后，才明白果然名不虚传。它对我们在冬奥会的比赛无疑将发挥积极作用，起码它使你的信心大大增强。”

其实，这种先进装置早就有了，只是未能将其用于体育领域。正如硅谷图像公司经理爱德华·麦克劳所说：过去由于费用极为昂贵，只有美国国家航空航天局、国防部以及一些电影制片厂才买得起，而现在价格大幅度下降了，因此我们就瞄准了诸如体育运动这一潜在的市场。实践证明，使用这种模拟装置比实地训练还省钱。例如，雪橇模拟装置目前的价格是10万美元，而美国奥林匹克雪橇队到法国阿尔贝维尔滑道作实地训练，仅旅行费用就要花6万美元，而且只能作13次滑行训练，但是使用模拟装置进行训练，仅用了3天时间即可进行300多次雪橇滑行训练，哈勃特说，美国雪橇队能在冬奥会上取得优异成绩，那么就会在体育运动方面开创一个使用高科技仿真模拟装置作为训练手段的一个新时代。

尤为有趣的是，电脑会为运动员提供最佳训练方案。在德国莱比锡弗里德里希—路德维希—雅士大街59号，有一个秘密的研究所。该所拥有世界体育上一流专家800多名，还拥有世界上所有体育项目的珍贵情报资料，以及门类齐全的最先进的体育科研仪器设备—包括具有特种功能的电脑。任何一名运动员进行检测后，就可以得知任何一块肌肉、骨骼拥有的力量和几乎所有的神经纤维可达到的反应速度，从而了解尚有多少潜力未被挖掘，并使用电脑设计出最完美的一整套挖潜方案。运动员的任何动作都被分解成细小图像，然后将它们同国外最优秀的运动员同类动作相比较。电脑有如一位老谋深算的教练，会准确无误地指出本国运动员的不足，并且迅速提供最佳改进方案。由于这座秘密研究所对体育事业贡献非凡，因而被人们称为世界上最成功、最先进的“金牌得主的制造工厂”。