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1、快了 0.01 秒：塑造更好的奥运队员小红猪小分队 发表于 2012-07-11译者： doctor who作者：Mark McClusky【跨栏运动员 Lolo Jones 在路易斯安那州首府巴吞鲁日为 2012 年奥林匹克运动会做准备，图片来源：wiki】在路易斯安那州首府巴吞鲁日湿热的天气中，洛洛琼斯凝视着天空中涌过来的雨云。在路易斯安那州立大学的上空，雷声滚滚，琼斯在这里进行训练，准备着对奥运会金牌发起第二次冲击。在 2008 年北京奥运会时，她是最看好能夺得 100 米跨栏金牌的，但在决赛中她踢到了一个栏，只得了第七名。之前长年累月的训练因为一个错误而功亏一篑。今年夏天的伦敦奥运会对
2、于她来说，也许是最后的机会。她的赞助商红牛公司给她配备了 22 名科学家和技术人员。这是她随这个团队进行的第七次训练，今天，他们沿着跑道布设了 40 个捕捉动作的摄像头。同时，还有一个叫做Optojump 的系统时刻监视着她，记录下琼斯每一步、每一跨与橡胶地面接触的地点与花费的时间。此外，布设在跑道旁边的同步高速 Phantom Flex 摄像头将以每秒 1500 帧的频率全程记录下整个过程。当琼斯在热身的时候，这个团队在校准设备。随着运动的发展，跨栏越来越讲究技术。在跨越 33 英寸高的栏时，运动员的平跑速度必须和身体姿态和技术保持平衡。如果你冲向拦时，跑的太快而不注意姿态，你会发现在起跨的
3、时候太靠近栏了，你就会碰到栏，就像琼斯在 2008 年的那一次。琼斯和她的教练Dennis Shaver 一直想更深的理解她是如何跑的以及应该如何调整技术在比赛中获得优势。在琼斯完成热身后，天气转晴了。不过捕捉动作的部分就取消了，因为精细的摄像机已经移到帐篷下保护了起来。红牛优良表现主任、前美国 Ski Team 运动科学主任 Andy Walshe 说，“ 像这样的天气还想做动作捕捉，没人比我们更傻的了”。好在还有 Phantom摄像装备是不怕雨的。琼斯做了一组五次试跑，富有进攻性且姿态优美的跨过了栏杆。拍摄下来的高清晰度的片子既漂亮又蕴含了很多跨栏时的细节，而这些单凭肉眼是看不到的。【图片
4、来源：wiki】琼斯和教练凑在科学家旁边观看视频，看在每次跨完栏后前脚踩地的速度有多快。“我们发现我没有很快的就落脚”，琼斯说，“在每个栏上我都尝试落脚快一点，或许每跨一次落脚就快一点，这样在跨十个栏的过程中，就能省出很多，当胜负也就是在百分之几秒之间时，那就是很大的提升。”项目工程师 Richard Kirby 列举了其他一些发现。他们发现琼斯经常是在第四或第五次试跑的时候跑的最快，所以教练就延长了她比赛之前的热身时间。他们还发现她的左半身不像右半身那样强壮和结实，这样在跑动时就导致她身体有些许摇晃，减慢了速度，所以琼斯现在就在加强她身体的左半边。另外，他们还发现有时她着地时重心落在了前脚之
5、后，这对于一名短跑运动员来说就像是在踩急刹车。要是进行平常的视频分析，这些问题几乎就发现不了。Shaver 和琼斯也许就在毫无察觉的情形下继续训练。“你不知道很多事情，其实就是因为你无法进行测量，”Sirby 说，“得到这样的数据就可以促使你问一些有意义的问题”。科学造就完美对于顶级的运动员，传统的训练方法已经不够了。要从很好的运动员成为世界最好的运动员，现在关键的是要在细节上做到完美，哪怕仅仅是提高了百分之一。所以除了依靠教练和队友，运动员还要与生物力学家、生理学家、心理学家、营养学家、力量教练、恢复专家和统计分析人员一起合作。不仅仅像 Bruce Jenner 一样吃麦片，他们还要在练习之
6、前多喝些甜菜汁，因为他们团队中的营养学家认为这里面包含的硝酸盐可以提高将有氧运动能力提升两个百分点。他们不仅在疲劳的肌肉上擦 Bengay，他们还进行精心的水疗来减少肌肉损伤，能将痛苦降低 16%。除了一小时接着一小时的训练外，在得到生理学家批准后，他们有时还会进行高密度的针对性训练，能在仅仅四分钟内就能获得好的结果。简单概括，科学已经变成运动员希翼创造新成绩的一个完整的部分。你会在这个夏季的伦敦奥运会上看到结果，到时运动员将表现出近乎完美的冲刺跑、游泳和撑杆跳。经历了几百万年的进化才造就了现代人类，在过去的一个世纪，教练员运用直觉与纪律大大提高了运动员的表现。如今，科学家接过最后一棒，帮助运
7、动员逼近完美。1896 年 4 月 10 日下午，来自五个国家的 17 名男士准备进行第一次奥运马拉松比赛。医生们警告说，进行这种比赛会极端危险，事实也是，仅有八名参赛者成功的跑完了全程一位叫 Spiridon Louis 的希腊马夫以 2:58:50 的成绩赢得比赛。在 112 年后的北京奥运会，肯尼亚的 Samuel Wanjiru 在闷热的天气下以 2:06:32 赢得了比赛。也不过过了一个世纪，Wanjiru 以比 Louis 多跑出 2 公里，速度快出 29%的成绩完成了比赛。这是一个巨大的改变。毕竟，人类是代表我们作为一个存在的物种而跑。一些进化学家确实相信正是我们长时间奔跑的能力
8、保证了人类能够存活这种能力能让我们以追赶猎物直至其筋疲力尽这样简单的方式狩猎。我们通过流汗而不是喘气来维持体温，我们的腿在跑动的时候能像弹簧一样保存能量，甚至我们屁股的大小，所有这些都可以看做是一种适应，从而保证我们有效地的奔跑。在大多数顶尖水平的比赛中，几乎每一个运动项目，你都能看到我们身体能力的类似进步。拿游泳来说，男子 100 米自由泳的记录比 1905 年提高了 29%，男子射击的世界记录比1909 年提高了 49%。对于女士来说，进步就更大了，一些项目的记录已经提升了 100%还多。不过在经过了一个世纪的巨大成就之后，再提高的幅度在过去的 20 年已经大大减慢了。从 1905 年到
9、1988 年，男子 100 米自由泳记录平均每年下降 0.32 个百分点。自从1988 年以来的 24 年间，这个记录每年仅下降 0.13 个百分点。在其他的运动项目，你也能看出同样的趋势。曲线正慢慢变平。事实上，研究表明，一些径赛项目的当下的世界记录正在逼近绝对极限，我们或许只能再提高一至两个百分点。为什么会这样？在整个 20 世纪，我们了解了生理学、训练和营养这些基本科学。运动也从一个业余的娱乐变成了一个价值几千亿美元的全世界范围的产业，参赛的运动员也增长了几百万。从更坚实、更轻的跑鞋到减少阻力的泳装，新的装备已经大大的提升了表现。我们对营养的理解促进了饮料和实物的发展以保证运动员在赛事期
10、间有足够的能量。力量和调节的项目意味着伤病减少了，有了更多的训练时间。100 年来，我们发展出的运动员，他们取得的运动成绩，四代之前的人是很难想到的。21 世纪的挑战是很不同的。在这个时间点上，很容易就能达到的提升都已经完成了。获胜只在毫厘之间，而帮助运动员获胜的工具不再是在健身房中，而是在实验室里。很多运动项目都开始越来越像赛车，决定获胜的不仅仅是驾驶技巧还有技术。就像运动科学家 Giuseppe Lippi 在一篇分析世界记录的文章中写的，在将来“运动员的表现将越来越少的由该运动员的内在体质而决定，而是更多的由科学和技术的进步所决定”。忘记聘请最好的运动员吧，如果你想建立一支最好的运动队伍
11、，现在该雇佣最好的 PhD 们了。AIS 的启发在澳洲首都坎京附近的一个大的校园里，你可以找到很多这样的博士。这个校园就像是一个未来的学院，里面只有超级健康的年轻人。这就是澳大利亚运动学院（Australian Intitute of Sport, AIS），该学院在融合科学与运动天才方面处于全球领先地位。AIS 是在失败中诞生的：在蒙特利尔举行的 1976 年夏季奥运会中，澳洲人仅获得一枚银牌、四枚铜牌。刚糟糕的是，它的小小的邻居纽西兰得了两块金牌。当那时的澳洲总理去奥运村查看时，结果领受到的是嘘声一片，澳洲的运动员觉得他们没有获得足够的支持。这事要是发生美国，大家耸耸肩就过去了，但在澳洲，
12、这事就成了一桩全国性的丑闻。运动，尤其是国际比赛，长久以来已经成了澳洲人自我形象的重要组成部分。澳洲原来是英国的罪犯流放地，当这个国家渐渐发展起来后，新出生的当地人把运动作为塑造自我认同的手段。“运动运动，尤其是奥运，也是我们在国际舞台展现自我的少数机会之一，”研究澳洲运动运动的历史学者 David Nadel 在一次报纸采访中说。为了促进该国的运动竞技项目，政府决定创立一个学院，蓝本部分源于东方集团国（Eastern Bloc）的运动工厂。在冷战期间，苏维埃和其他华沙条约的签订国都把运动竞赛看做是显示共产主义生活方式优越性的机会。几乎每一个孩子在很小的时候都要接受测验，有特殊潜质的都被船运送
13、到该学院，接受整年的训练。（不幸的是，这些运动员都被服用了兴奋剂，有时连他们自己都不知道）这些项目都受中央政府的资助以及严密监视。AIS 希望吸收苏维埃学院的强度训练以及成功经验，而避免像它那样过分。想法十分简单：聘请最好的教练，把最好的运动员集中起来接受一年的不受干扰的训练，希望最后能够奏效。效果确实不错。1988 年，澳洲获得了 14 枚金牌，1992 年 27 枚金牌。然后，在 1993年时奥组委宣布 2000 年的奥运会在悉尼举行。就像很多东道主国家一样，澳洲觉得有一个杰出的表现是很关键的，运动经费的资助额也增长了很多。在 AIS 刚建立之时，科学部还只是很小的一个部门。不过，在澳洲积
14、极准备 2000 年奥运会时，一下子投入了将近$2000 万科研经费，科学部门也变成了一个大部门。再不是针对某个运动员做一点研究，科学家现在可以进行大的研究项目，而这一点在整体上对澳洲的运动产生了巨大的影响。AIS 的研究人员试图找出新的方法能把每个澳洲运动员的表现再提升一步。他们开展了研究，强调对于从事有氧运动的运动员来说，高海拔训练是有益处的。他们研究运动之后的身体恢复的技术，包括了从收缩衣到水疗等技术。在运动学院的科学家还发展一种早期的叫 Minnimax 的跟踪设备可以在比赛中进行即时的动作分析。他们率先创立了研究运动员潜力的项目，甚至能发现与他们能力更好匹配的运动项目。他们在 200
15、0 年悉尼奥运会前发展了一种检测禁止药物 EPO 的血检方法，希望一个公平竞争的环境能使澳洲运动员获益。结局是惊人的。在悉尼奥运会上，澳洲获得 58 枚奖牌，在所有国家中名列第三。如果以单个国民获得的奖牌数计算，这个成绩就更惊人了。澳洲的人口那时仅仅一千九百万多一点，这意味着 32 万 8 千位公民就拥有一枚奖牌。中国在 2000 年时同样也获得了 58 枚奖牌，但要 2170 万人才能有一枚奖牌。 “澳洲每 1 个游泳者，美国就会有 3 位，中国有10 位， ”AIS 水上运动训练与研究主任 Bruce Mason 说，“我们使用技术来弥补这个缺憾”。他们还用技术来提升训练进程。1993 年
16、，Anders 和他的同事发表了一篇文章，题目是“在获得专家级表现中有意识训练的角色”。这篇论文中的理论认为，任何的技能要想真正擅长的话，你需要投入 1 万小时的专注训练。不过，AIS 的研究人员缩短了这一进程。他们专攻最有可能带来改变的项目的特定方面，帮助运动员以更快的速度达到世界级的表现。正是这样的训练帮助短跑运动员和救生员在冬季奥运会上占有了一席之地。当俯式冰橇重新引入奥运会时，澳洲人遇到了麻烦。全国只有一名女性附式雪橇运动员，而且没有冰橇道。不过，AIS 的研究团队接过这这个挑战：他们能用科学在有限的几个月内发展出一个世界级的参赛者么？他们认为，最后取胜的关键不是取决于冰橇自身、甚至也不取决于乘坐者的技巧。在开始的 30 米区域，在跳上冰橇之前谁把冰橇推动的越快，谁的成绩就能越好。所以研究者设立了一个全国性的测验项目，寻找那些在 30 米短程跑中退下来的女性。他们同时评估候选人，看他们对反馈和指导的反映如何。最终，他们挑选组成了 10 人的队伍，包括了短跑运动员、一名滑水者以及几
