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科学解读游泳纪录狂破之谜

  奥运会游泳比赛才进行了4天,“水立方”的泳池里就已诞生了9项新的世界纪录——男女400米个人混合泳、男子4×100米自由泳接力、男子100米自由泳、100米蛙泳、100米仰泳、200米自由泳和女子100米仰泳、200米自由泳共9个项目的世界纪录先后10次被打破。

  最夸张的是男子4×100米自由泳:美国“二队”先是在10日晚打破世界纪录,11日中午又把这个史上最短命纪录提高了整整3.99秒!这简直相当于百米赛跑纪录突然提高了0.2秒!而更加戏剧性的是,决赛的前5名代表队,都打破了世界纪录,也就是说,打破了世界纪录的意大利和瑞典队,竟然连奖牌都没有拿到!人们不得不感叹:在“水立方”破纪录,就跟换衬衫一样容易。世界纪录狂破,究竟是泳衣的奇效还是“水立方”的功劳,抑或还有别的因素,记者就此作了一番调查。

  背后的功臣——快速泳池

  奥运会的游泳比赛,从最初在海里河里举行到原始的露天泳池,再到先进的快速泳池,泳池本身的进步,也对游泳成绩的提高不无帮助。2000年的悉尼奥运会的游泳赛场之所以捷报频传,并打破了14次世界纪录,就与主办方修建了当时最新型的快速泳池密切相关。

  “这是目前世界上最先进的快速泳池。”“水立方”设计团队成员、中建国际设计公司副总裁毛红卫之所以这么说,有他自己的理由。

  运动员在前进中产生的水波,会反过来对运动员有个阻力。为了消除这个不利影响,“水立方”泳池四周的池边上都专门设计有溢水槽。同时,在一般的“高沿”即池边高于水面的泳池中,位于最外面赛道的运动员往往处于不利,因为容易受到被池壁打回来的波浪影响。但“水立方”的泳池设计为“齐沿”,即水面与池边高度一致,而且池边稍稍向下有个坡度,逐渐被水淹没,再加上溢水槽的作用,就可以很好地消减水波,避免了运动员受到不公平待遇。

  此外,运动员在折返游时,会用脚蹬一下出发台下方的墙壁,这时产生的多余波浪也会阻碍运动员的行进。对于这一细节,设计者也考虑到了。在出发台下方的墙壁上,也安装了溢水槽,以保证多余的水可以迅速流进溢水槽中。

  泳池内水的温度也会对运动员的成绩产生影响。据“水立方”的项目总工程师陈蕾介绍,按照国际泳联的规定,泳池的温度在25至27摄氏度之间即可。但“水立方”的水温一直精确地控制在26.5至26.9摄氏度之间,差别非常小,因此会令运动员感到非常舒适。而且由于采用了独立的空调系统,无论观众席上的温度如何变化,泳池内都始终保持在恒温状态。

  在“水立方”的一层看台墙壁上方,有一圈通风口,不断向泳池中央吹送新鲜的空气,“这个设计目前在全世界只有两个泳池有,除了‘水立方’,就是悉尼的泳池”,毛红卫说,“很多人关在一个屋子里开会,时间久了就会感到闷,在这样一个大型场馆里,为运动员提供充足的新鲜空气自然有利于他们游出好成绩。”而吹风的速度也受到严格的控制,小于每秒0.2米,这样的风速,让运动员几乎感觉不到,从而也不会对比赛产生影响。

  还有一点也是不能忽视的,那就是“水立方”所拥有的几乎可以堪比饮用水水质的一汪碧水。“这样棒的水质,自然令运动员们感到兴奋,也有利于他们游出好成绩。”毛红卫说。我国对泳池水质的浊度要求在5个NTU(NTU为水质浊度单位),而水立方的水的浊度却仅有0.1个NTU。“实际上国际泳联在2005年曾想把对泳池水质的要求提高到0.1个NTU,但受到很多发达国家的反对,因为他们觉得这个要求太严了,难以达到。因此,后来国际泳联就修改了章程,要求泳池水质的浊度只需达到所在国的标准即可。

  但我们还是按照最初的标准做了,因此这样的水质,目前在其他国家的泳池里也是很难找到的。”毛红卫的同事,负责“水立方”给排水的工程师张海宇这样告诉记者。

  “鲨鱼皮”功不可没

  新型泳衣“鲨鱼皮”能帮助运动员提高成绩,这在北京奥运会之前就已广受关注,甚至于,并非由speedo公司赞助的中国队,也终于在奥运前的一个月与赞助商协商成功,而换上了“鲨鱼皮”。本次奥运会,共有50多个国家和地区的运动员都穿了第四代“鲨鱼皮”泳衣。对此,北京体育大学的金季春教授告诉记者,对于游泳运动来说,好的泳衣能够极大地减少阻力,因此,“鲨鱼皮”对于提高成绩的作用,确实不可忽视。

  他解释说,阻力是影响游泳成绩的敏感因素。这与陆上运动不同,就好比火车与轮船。我们常听说火车又第几次提速了,但很少听说轮船的速度又提高了多少。道理很简单,水的密度要比空气密度大800倍,当物体分别在空气中和水中高速运动时,受到的阻力一般与其速度的平方以及空气/水的密度成正比。对于游泳运动员来说,减少阻力对提高成绩肯定是有明显作用的。而“鲨鱼皮”泳衣的设计,也正是冲着这一目的去的。它在人体阻力最大的部位比如胸部和臀部等,采用特殊材料,对肌肉进行适当的压缩,从而改变了这些部位的形态,将运动员的身体塑造成一种最适合水中行进的体型。因此,第四代“鲨鱼皮”设计得非常紧身,比一般泳衣要紧70倍,对肌肉具有极强的压迫作用,运动员会感受到很大的压迫感。不过这也给运动员带来些麻烦———即使在有人帮助的情况下,穿上它也要半个多小时。

  “鲨鱼皮”究竟有多厉害?菲尔普斯曾说:“穿上它跳进泳池,就像灼热的刀刃划过细腻的黄油,它肯定能帮助我打破更多的纪录。”他兑现了自己的话,到目前为止,已在本届奥运会打破了3项世界纪录。

  个人优势成就英雄

  有了这些有利的客观条件,如果自身不行,也是白搭。金季春告诉记者,游泳运动员依靠的是划水后,水给人的一个反作用力前进。“但这个过程远比跑步的原理复杂,因为水是流动的,你给它一个作用力,未必就会产生你所需要的那个反作用力。如何在合适的时间用恰当的力量去划水,也就是我们所常说的‘水感’,这一点至关重要。”而据他的观察,菲尔普斯的技术动作就非常合理,可以说达到了完美境界。菲尔普斯每一次的划水动作,并不是直线的,而是有一个曲线;同时,每一次的动作又与前一次稍有区别,不完全是同一路线。“他的小肌肉群很发达,这就能更好地控制方向、角度,从而使技术动作更精确。”

  此外,在美学意义上不佳甚至可说是畸形的身材,也帮了菲尔普斯的大忙。身高1米93的他,身材比例失衡:肩膀和胸部非常宽阔,腰细臂长,腿却有点短。他的教练就曾表示,菲尔普斯是为游泳而生的,上身是一副容易浮起来的好船身,穿大号鞋子的双脚是自带的脚蹼,特别值得一提的是他臂展达到2米的长胳膊,每划一下都比别人前进更多。

  由此看来,泳池纪录狂破,并非是偶然现象,与长期以来科技的进步与积累不无关系。而破世界纪录这回事儿,需要“天时地利人和”各方面的条件同时具备,绝不是像“换衬衫”那么容易。

(责任编辑:孙靖)

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