善用科技的下一代冠军

克里斯蒂娜·布伦南

下届奥运会的美国希望之星迈克尔·安德鲁在他的父亲兼教练彼得监督下训练，泳池在堪萨斯州他们自己家里。他的训练体系涉及多次短程速游的重复，这对传统训练法是一种挑战。

卡明斯的体型和技术——他提起杠铃的速度比其他举重选手更快，并且能在上举过程中保持这个速度——使他在这项竞技中出类拔萃。当时担任佐治亚南部大学健康科学及人体运动学主任的鲍勃·勒法维为卡明斯做了生物力学分析。研究者发现，一系列完美配合的运动特性——速度、力量、躯体结构、技术叠加起来促成了他的成功。此时卡明斯年纪尚轻，勒法维说，他会在25岁到30 岁之间达到全盛。

不同时代之间的竞赛只能在我们想象中进行：尤塞恩·博尔特对杰西·欧文斯。

博尔特在他21世纪的跑道上，平整、防滑的橡胶路面笔直延伸百米，专为高效反弹运动员腿部发出的能量而设计。

而欧文斯脚下是二战前的老式跑道——凹凸不平的煤渣垫层，质地松软，反而会在运动员奔跑时偷走脚底的能量。

牙买加裔短跑传奇博尔特拥有八块奥运会金牌，已把男子100米、200米跑的世界纪录保持了近十年。他穿的轻盈跑鞋是这种高科技跑道专用的。在他的整个竞技生涯中，他得到了世上有史以来最好的训练条件。他出去参赛时乘坐专机，有私人厨师，餐食富含营养而少油腻。博尔特的巅峰期刚好处于类固醇药物在运动界大行其道的时代。他从未在药检中测出阳性，但同时代的许多奥林匹克顶级高手都曾被卷入禁药风波。2008年奥运会上，博尔特由于一名队友被检出陽性而不得不缴回一块在接力跑比赛中赢得的团体金牌。

欧文斯在1936年柏林奥运会获得了四块金牌，其中百米冠军成绩是10.3秒。他穿的是皮革跑鞋。博尔特可以踩着尖端科技打造的起跑器，如离弦之箭;欧文斯却只能拿一把园艺用的花铲，自己在煤渣路面里挖出“起跑坑”。

杰西·欧文斯在1936年奥运会以10.3秒的成绩夺得百米冠军。

2016 年的博尔特，保持的世界纪录是9.68秒。假如拥有更好的跑道路面和更轻的跑鞋，欧文斯的成绩应会大大逼近博尔特的纪录。

2018 世界杯

美国国家地理学会与福克斯体育网合作报道本届世界杯。从6月14日开始，我们的记者谢尔盖·戈尔杰耶夫会在有赛事的日期介绍俄罗斯文化。

尤塞恩·博尔特2009年创下百米跑世界纪录的时候，穿的就是这样的轻量跑鞋;鞋下是Mondotrack 塑胶跑道，也与博尔特当时在柏林跑过的路面相似。这种表面材料具有把能量返还奔跑者的设计特性，使他们跑得更快。

创新打造的速度

男性和女性赛跑选手

在过去百年中都曾一再刷新百米跑世界纪录。但从选手穿钉鞋的早期竞赛时代以来，短跑界最精彩的改变是发生在运动装备和赛场设施方面。

欧文斯在种族隔离时代长大，没享受到什么现代运动员的福利。为了到柏林参赛，他和其他美国选手要坐几天轮船横渡大西洋。

已于去年退休的博尔特2009年创造的百米纪录是9.58秒，他今天仍被广泛视为全世界最快的男人。但如果实打实地比较，他能比欧文斯等前几代运动精英快多少呢？

先把禁药问题抛开不论，人类迄今在永无休止地追求更快、更高、更远的道路上达到了何种境界？而科技和新式训练方法对于推动人类运动成绩的极限发挥了怎样的助力呢？

体育记者戴维·爱泼斯坦在2014年一次Ted演讲中做过模拟演示：假如把欧文斯放在和博尔特一样的跑道上，那么他的最佳百米水平（10.2秒）与博尔特的2013年世锦赛成绩（9.77秒）可能也就是一步之差。

在欧文斯取得历史性优胜之后的八十年来，训练、计时、技巧、装备等方面的改进促使运动员们变得更快、更强、更精准。但研究者认为我们尚未触及人体可能性的极限。

美国得克萨斯州南卫理公会大学运动效能实验室主管彼得·韦安德是有关短跑的生物力学世界权威之一。他说，进一步提升运动员100米、200米短跑和马拉松的成绩并非痴人说梦。该实验室利用高速摄像分析技术来研究短跑技巧，寻求使选手的动作更高效、更快的方法，并与英国运动科学家团队共同致力于打破马拉松成绩的两小时障壁。为了帮助运动选手打破纪录，科研聚焦的关键领域包括生理学、营养学、生物力学、医疗支持、实时监测、教练技术。韦安德说，此类科学知识“为运动成绩再度提升创造了空间”。

为了合乎法规地冲击成绩极限，科学家们正在试验新型技术和装备，采用新奇的评测手段，并密切监测运动员的营养状况和身心健康。

你最喜欢的足球队里某球星的那一记帅气传球？最初可能是用名叫Footbonaut的训练机器练成的：它以多变的速度和节奏向球员发射足球，促使后者控球并将之送入机器的入球口。

你最喜欢的棒球投手甩出的那个弧线球呢？50年前，教练们只能自己在一边看着投手的表现;如今，教练会穿插使用大屏幕电视、手机、平板电脑和笔记本电脑来审视选手的运动录像和统计数据——再加上老式的直觉判断。他们在现场马上就能测出一次投球的速度。

训练时，28岁的泰勒·弗莱彻（左）和美国滑雪队的其他成员戴上耳机，对大脑的运动皮层区进行电子刺激。有研究表明，针对性的大脑刺激能增进肌肉记忆并降低运动员的疲劳感。

这番关于人类运动成绩的探讨是带着高度谨慎态度进行的。眼见的成绩就为实吗？1988年，我们惊叹于加拿大百米选手约翰逊创造世界纪录的飞毛腿——直到他被检出使用体能强化药、没收金牌、从汉城奥运会（汉城现名首尔）撵回老家。30年后，体育界的类固醇时代仍未衰落：美国自行车运动员兰斯·阿姆斯特朗、田径明星玛丽昂·琼斯，俄罗斯奥运代表团——违规者的名单绵延不绝。

但还是让我们把注意力放在体育科技好的方面吧，连残奥会运动员的训练方式也因之发生了革命性的转变。

视力受损的滑雪选手达内尔·乌姆斯特德曾三次参加残奥会，三次获得铜牌，而这是一项运动时速可达110公里的激烈赛事。她的训练是在风洞室里进行，跟随一名“视觉前导”搭档，磨炼在模拟滑雪过程的强劲气流中操控身体的技巧。实际比赛中，她跟在搭档身后滑下赛道，两人通过耳机交流配合。风洞中的训练帮助她掌握滑行更快的技术。

与此同时，教练和运动员们正在挑战教练界固守已久的成见。19岁的迈克尔·安德鲁是美国打破过最多年龄组游泳成绩纪录的青少年，保持着22项全国纪录。在父亲兼教练彼得的培养下，父子二人成了非传统“超短连续冲刺式训练法”的坚定信奉者。安德鲁每段泳程的距离都很短，但一直保持高速，从而将他的身心都调节到习惯以冲刺速度游动的状态。而传统上，泳界精英是通过慢速游长距离等方式来锻炼耐力。这种饱受争议的训练方式已帮助安德鲁成为2020年奥运会的参赛备选，也渐渐受到美国和其他国家顶级游泳教练的青睐。

“我们的所有做法都有科学基础，有数据支持我们在泳池里的训练风格，”安德鲁说，“我们的大脑和身体会将这些动作编码，就像计算机一样。如果你的目的是游得更快，慢吞吞的训练就没有道理。”

美国长距离游泳健将凯蒂·莱德基最近宣布，她将离开斯坦福大学校队，成为职业游泳运动员。21岁的莱德基采用的训练方法较为传统，但这不妨碍她利用体育科技跻身全世界女子自由泳顶尖高手之列。她已五次摘取奥运会金牌，在2016年里约奥运会上创造了两项世界纪录，如今仍热切关注自己的日常营养学及验血数据，审视自己在锻炼中和竞赛时的视频，不断寻找改进手臂动作的方法。莱德基的胜绩常被归功于她对训练的诚敬精神，但真正的秘密可能在于她拥有最具效率的泳姿。

当然，如果她不愿吃苦锻炼的话，再好的泳姿也成不了事——训练莱德基一路杀进2016年奥运会的教练布鲁斯·格默尔如是说。在里约奥运会之前的三年里，莱德基每周的训练量通常在5.5万米到6万米之间，分配在6天的9次训练中完成。“人们多次请我去宣讲训练凯蒂的方法秘诀，”格默尔说，“有一天我禁不住想只放一张幻灯片给他们看，上面写‘凯蒂锻炼起来拼命，而且她像钉子一样刚强。然后说：‘还有什么要问的吗？”

那些训练中有两个因素使莱德基在里约所向披靡。她对比赛的起始部分——跃入池中的一瞬——格外重视。对于短距离选手，这种执着是说得通的。在成绩精确到0.01秒的比賽中，每十分之一秒的优势都举足轻重。但莱德基是长距离泳者，以结束时遥遥领先其他选手而广为人知。“她会研究自己在起跳入水时的动作视频，盼望拿到十分之一秒的先机。”格默尔说。

莱德基的第二个执着是在200米自由泳比赛的结束段。她在训练过程中游过几个来回后，会突然在接近终点处加速，在最后15米左右的泳道内凶猛地击水。“在这项最为庸常的练习当中，她会每周两三次这样做，每次15分钟到半小时，如此结束每一段的重复训练。”

美国德克萨斯州南卫理公会大学的运动效能实验室在对残奥会短跑选手贾里德·华莱士的生物力学特点进行分析。“我之前有不少动作做错了。”28岁的华莱士说。这位四创世界纪录的运动健将当初因一种肌肉病变而不得不截去右腿，现在他利用实验室的步态分析使自己的速度继续提升。

已46岁且有视力缺陷的残奥会选手达内尔·乌姆斯特德在风洞设施中体会高速气流的空气动力学特征，以改进跟在视觉向导员（不在照片中）身后速滑的技术。残奥会滑雪选手的时速可达110公里。

已达人类上限？

运动成绩几十年来一直在攀升，部分原因在于新技术的问世和体能强化药物的使用。随着对运动员的监管越发严格，世界纪录虽仍在刷新，过程却趋于渐进式，而不再是跳跃式。这可能暗示着我们正在逼近运动员潜能的极限。

时间快进到里约奥运会的200米自由泳决赛。这是莱德基参加的最短程的单项赛事，所以对她来说也是追逐最激烈的。这么短的赛程（只是泳池中的两个来回），她无法像其他比赛那样远超对手。她知道最后的冲刺至关重要。果然，随着各选手接近终点，莱德基的头号强敌——瑞典选手莎拉·斯约斯特伦迅速拉近距离，在还剩15米的位置与她追平。此刻看来，似乎是斯约斯特伦势不可挡并将最终夺冠。

但莱德基不会输。为什么？因为一直以来做过的那些终点前的强化练习。“莎拉追上来的时候，我心想，凯蒂冲过赛程末尾的样子我见过一千次了。肯定是她的手先触壁。”

结果不出所料。“难怪她能在里约那种压力巨大的比赛环境下正常发挥，”格默尔说，“在之前的无数次训练当中她已经预想到了一切。”

莱德基在里约奥运会中的总成绩属于值得载入史册的水平。但在这次出赛的三年之前、她打破800米自由泳世界纪录的时候，她和格默尔已经预先宣告了这样的成绩。当时，他们审慎地思考将来在2016年的赛事上想把400米和800米自由泳的成绩再提高多少，然后莱德基把她定下的目标写在训练用的一个浮板上，并带着它到世界各地参赛。那一年她刚创造的800米自由泳世界纪录是多少？8分13秒86。莱德基定的目标是？8分05秒。听起来像胡扯：打破自己的世界纪录是一回事，但要把成绩提高将近9秒？

在接下来的三年里，莱德基不断刷新自己的800米自由泳世界纪录。到2016年年初，纪录已缩短到8分06秒68。在里约，她碾压全场，再度新创世界纪录：8分04秒79。这让格默尔不由遐想：“如果当时我们把目标定成8分整呢？我们并不知道极限在哪里。在早于里约奥运会三年的时候，我们定下的目标是泳界闻所未闻的。而这些目标一旦被凯蒂达成，我就忍不住想，当初怎么没把目标定得再短几秒呢？”

莱德基和今天的其他顶尖运动员都享受到了时代推进所带来的福利。看看1972年奥运会上游泳选手马克·斯皮茨的一张照片，高下立判：没有泳镜，没有泳帽，没有尖端科技打造的斥水泳衣。他甚至还蓄了一撇小胡子。当时的泳池也没有今日竞技泳池所配备的先进排水沟，以及能遏制波浪、吸收邻近选手激起的大部分水花的泳道线。这些因素都会拖慢斯皮茨的速度，但我们当时并不知道。那一年他仍然斩获了七块金牌。

在后来的时代里，保健科学对泳坛后起之秀的竞技生涯发挥了重大助力。格默尔讲过莱德基2016年春末在奥运中心练习时脚踝受轻伤的事，当时离里约奥运会只剩几个月时间了。

“两小时之内，我们咨询了两名医生，做了超声波检查，找了理疗师、力量及心肺强化教练、游泳教练还有一堆其他相关人士，大伙已经看过检查数据并且商讨出一套恢复计划。”

20世纪60年代末，花样滑冰运动员奥德丽·韦西格获得美国女子新秀组比赛的第三名，次年又获得少年组第三名。她学会了又高又快的跳跃动作，却不是为了达到要求，而是因为她在弗吉尼亚州的训练冰场异常窄小，只有标准冰场的三分之一大。“如果我做足助跑再跳，肯定会撞到墙，”她说。

韦西格的出道时间与1976年奥运冠军多萝西·哈米尔差不多，身边的女子选手都做着空中转体两周的常规动作，所以她参赛时也只转体两周。其实在练习中她已成功做出转体三周的跳跃。与今日的冰场健将不同，她没有做过负重训练，没上过普拉提课，也不关心自己的营养状况。“芭蕾课倒是有，”她回忆道。

来到20世纪80年代、90年代，韦西格已是顶级的国际赛事教练，向自己的学生迈克尔·韦斯传授了空中旋转两周、三周——最终达到四周的跳跃绝技。韦斯在1997年全美锦标赛中成为第一位尝试转体四周“后外点冰跳”的美国人，之后又参加過两届奥运会，获得过三项全国冠军和两块世界锦标赛铜牌。

如今韦斯在奥运会冰场上的美国后辈们与他不同，比如内森·陈，有着纤细的身体和窄小的腰胯，利于在空中快速旋转。而韦斯长得膀大腰圆，便依靠上半身的力量来带动空中转体。

当年韦西格用一台摄像机（如今看来就像件古董）录下韦斯的跳跃动作，把影带放进录像机，连上一台电视，用小车推到冰场上和他一起看，探讨完再继续练习。

“我们眼睛看得到，可以没有办法测量，”韦西格笑着回忆当日景象，“我只好说，‘我觉得够远了。然后返回场上再来一次。”

今天，韦西格和我在饭桌上闲聊时，在她的苹果手机上触碰几下，打开名叫Vert的小程序。“只要把传感器腰带系在运动员身上，我用手机就能知道每次跳起的高度。现在带选手尝试空中转体四周之前都会先这样测一下。”

后来韦西格发给我十几条图片短信，展示了一名滑冰选手在转体四周跳跃中转动第一、第二、第三、第四圈的过程，照片下有计时数字，显示整套动作从起跳到触地只需0.68秒。

尝试这种高难度跳跃具有一定危险性。反反复复在坚硬的冰面上摔倒，可能导致令运动生涯终止的伤残。韦西格在半个世纪里经历的进步是;从为了避免撞上冰场墙壁而不得不自己摸索练成高度出众的飞旋动作，到只用手机就能告诉练习空中转体四周的学员，他们跳跃的高度和滞空时间。

打破世界纪录的游泳运动员凯蒂·莱德基在2016年奥运会上赢得了四块金牌和一块银牌，最前沿的科技资源和训练方式构成她的强大支持。她会审视自己的营养及血液检查报告，回看训练视频来纠正技术动作，并采用创新装备。但归根结底，她的辉煌仍要归功于坚毅、苦练和近乎完美的划水动作。

九歲的卢明静在江苏省一家体育中心练习跳水技术，她日常生活、学习、训练都在这里。女孩们在幼龄即被这样的体校选拔培养，最小的从四岁就开始训练。这么早开始训练有助于日后提高成绩吗？研究者称早期训练或可带来成功，但也可能增加受伤、成长停滞和提早力尽退役的风险。

来自肯尼亚伊登的赛跑选手在一起训练。长跑是肯尼亚的一项自豪传统，许多一流运动员都利用这里的高海拔和困难地形来促使自己提高成绩。在马拉松比赛中，该国男子占据了前十纪录的九个位次，女子占据了四个。

科技升级使教练们能够帮助学员理解跳跃动作的物理学窍门，但韦西格说，还有其他因素在起作用。“当年的冠军多萝西·哈米尔为什么连空中转体三周都不做呢？”她说，“因为她没必要。一旦有女子选手开始尝试三周转体，其他人就必须跟进。运动界和世上其他事物一样：竞争会推动你前进。”

在今年2月的韩国平昌冬奥会上，来自俄罗斯的女子花样滑冰冠军阿林娜·扎吉托娃在自由滑比赛中完成了七次转体三周跳跃，内森·陈成为第一位在自由滑中尝试并完成六次转体四周跳跃的男子选手。

有时某项体育境界的跃进单纯是一名运动员竞争之心燃烧的结果。1991年，东京国家体育馆内，世界田径锦标赛上的一跃在我没有任何视频设备辅助的眼中犹如鬼怪。我本已在那里观看全世界的顶尖跳远选手超过一个小时，而美国人迈克·鲍威尔的这一跳明显与众不同。接下来场中的技术手段会确认我双眼看到的杰出表现，但我自己已然确信不疑。奥林匹克运动史上最具传奇性、看似坚不可摧的个人纪录，虽已屹立令人惊叹的23年之久，此刻被打破了。

我对于不断推高的人类体育成就的着迷并非始于那个暖而湿润的八月夜晚，但它确实大大助长了我的兴趣。在我们的日常生活中，这里那里有个5厘米的出入也许不算什么;但对于鲍威尔那天晚上在东京8.95米的一跃，将近5厘米的破纪录成绩差足以震动世界。

这么多年后，回想那一刻仍然会使我着迷。为什么？因为即便有那么多的科技、电脑和设计天才凑在一起，合力帮助人类变得更快、更高、更强——田径本身作为一项运动已从煤渣跑道升级为合成路面，从朴素的跑鞋演进到各大鞋业公司竞相开发尖端产品——打破纪录的飞跃仍可归结于一个人的努力。体育界如今充斥着用数据分析来衡量进步的科学家、教练和运动员，但在那个夜晚，人类成绩的推进体现为一个有面孔和名字的人：迈克·鲍威尔。

研究志愿者云娜·辛斯基在麻省理工学院林肯实验室的一架跑步机上行走，机器下面有一个活动底座。她置身于一座360度虚拟现实球顶室中，墙上安装着摄像头和投影仪。通过她身上佩戴的多个反射型标记装置，球顶室内的18个摄像头能够捕捉她的动作，所得数据可用于一项旨在提高轻度脑外伤诊断及治疗水平的研究。追踪人体运动模式对于诊断运动员的伤情也有帮助。

在体育界创造历史的重大事件，背后的动因有时真没那么重大。在鲍威尔的故事里，只不过是一名运动员被对手的成就气红了眼、一心想打败他而已。

我最近在南加州给鲍威尔打过电话，请他回忆当年那个时刻。他告诉我，比赛的那个夜晚没有什么科学上的玄机。他那次打破纪录是因为一名竞争者的促动：伟大的卡尔·刘易斯，公认的史上最佳跳远运动员，当时也在赛场上。刘易斯自己从未打破该领域的世界纪录，却无意间帮助鲍威尔做到了。“我现在很喜欢卡尔，但当初是讨厌他的，”鲍威尔说，“所以当我们同场竞技时，他会把我的能量水平大大催高。”

就在鲍威尔做出创纪录的一跃之前，刘易斯刚刚跳出了前所未有的成绩，比比蒙还要远0.63厘米。但是那一跳刚巧赶上从背后刮来的强风，后来被判为成绩无效。

事情过去近三十年了，那个场景仍在鲍威尔脑中挥之不去：“他在我面前跑过，兴奋地向空中挥拳。那副模样激怒了我，把比赛变成了私人意气之争。早些年我一直都是圈子里的弱者，是被人挑剔找茬的那个。如今找茬的又来了，就在我眼前。但是这次我可以出手反击了。我的身体自己做出了必要的行动。”鲍威尔的惊人一跃成就了至今不倒的世界纪录。“卡尔已经把这项运动的标杆提得太高，我心里知道只有打破世界纪录才能打败他。”

这是人类对运动成绩之追求的“少年意气”的一面，也是对意志之强大力量的证词。“我认为我们还没有真正调动大脑的能力，”莱德基的奥运教练格默尔说，“这将是今后30年的下一个探索前沿：怎样像训练身体一样训练大脑。这将是下一批重大突破发生的领域。”