2008北京奥运高科技揭秘

　　2006年5月2日印度当地时间凌晨3点，来自奥里萨邦的男孩布迪亚已做好准备。他正向一项前人难以企及的纪录发起挑战：从布里镇不间断、不喝水地跑到邦首府布巴内什瓦尔，全程70 千米。布迪亚出发时虽是清晨，但气温已升至20℃。
　　3小时后，气温逐渐升至26℃，这对常人来说可能并不炎热。但对一个跑了30多千米，没喝一口水的孩子来说，这样的气温高得可怕。每当布迪亚经过一个村庄，村民们就会为他送上祝福。但是没有人会为他送上一口水，因为依据他的教练比兰奇的训练方法，布迪亚在跑步途中不能喝水。每当布迪亚放慢脚步，比兰奇就立刻用一瓶水来引诱疲惫不堪的布迪亚，鼓励他继续跑下去。7小时过去了，气温已高达35℃，布迪亚依然在奔跑。
　　一路上，无数人争睹这一历史时刻，并为长跑神童呐喊助威。但是布迪亚的跑步天赋没有战胜灼热的高温，在距离终点5千米的地方，布迪亚倒了下去。
　　虽然此后，有关布迪亚的健康、福利、人权以及训练是否合理的争论仍在激烈地持续着，而比兰奇仍然坚信——布迪亚在不久的将来就会成为扬名世界的奥运会马拉松冠军。

极限武器

战衣，与空气阻力对抗

秘密武器从来都是克敌制胜的法宝。

　　今天，奥运竞技场成了现代尖端技术的展示舞台。然而对布迪亚来说，他既没有像《圣斗士星矢》里的黄金圣衣那样克敌制胜的法宝，也没有一双为他特别打造的运动鞋。他拥有跑步的天赋——但仅凭天赋，他在未来体育生涯中能走多远呢？
　　还记得2000年第27届悉尼奥运会上，澳大利亚运动员凯西·弗里曼的带帽连体运动服吗？它使弗里曼能像风一样切入奔跑，从而夺得女子400米的冠军。这套运动服的正式名字叫快衣（Swiftsuit），设计师在6年呕心沥血的研制中，充分考虑到了空气动力学、合身度和接缝安置等问题。快衣的每一处都充分体现了最新的科技成果：按人的体形分成29个部位缝制，缝扣处不用线而用特别的热能接合，克服了提高运动速度的一大问题——空气阻力。美国空气动力学家杰克·兰比通过实验得出结论：赛跑运动员穿上设计科学的紧身衣能减少空气阻力的6%，而自行车运动员在穿上紧身衣、套上弹性纤维鞋罩、戴上航空头盔后（这种头盔可使空气在头顶流过的阻力减到最低程度），能减少空气阻力的8%。荷兰科学家亨利克·帕伊尔甚至说，穿上流线型的运动服可以帮助运动员在10千米长跑中将运动成绩提高16秒。
　　现在世界大赛中短跑运动员穿的比赛服，大都是由莱卡纤维和绸制成的，能有效减少空气阻力。此外，结合不同运动项目的特点，厂商还会设计出功能独特的运动服。1996亚特兰大奥运会铁饼冠军、德国运动员里德尔比赛时穿着只有一只袖子的运动服，就是其中的突出代表：在投掷铁饼时，紧身的袖子包裹着里德尔的臂膀，通过压力增加肌肉的感觉能力——这能帮助他更好地找到抛掷的感觉和时机。

超人的追风战靴

　　今天的奥运赛场上，再难见到赤脚大仙的踪影了——那些充分考虑到人体生理结构与运动力学原理、利用高科技研制出的新式跑鞋，成为运动员的秘密武器。

　　2004年8月27日， 一道黄色闪电刺破了第28届雅典奥运会的红色跑道，刘翔在男子110米栏决赛中横空出世，跑出12秒91的惊人成绩，不但赢得金牌，而且平了该项目的世界纪录。而耐克公司为刘翔提供的新款跑鞋，则引发了人们对高科技跑鞋的再次关注。
　　据计算，我们每跑出一步，着地脚所承受的重量是体重的3倍。这就是说，如果体重是45千克， 每跑一步，着地的那只脚便要承受135千克的重量。所以，跑鞋的选择不是件简单的事，而是一门高深的学问。1960年罗马奥运会上，埃塞俄比亚运动员阿贝贝·贝基拉光脚夺得马拉松比赛冠军，成为奥运历史上最著名的赤脚大仙。但在今天的奥运赛场上，再难见到赤脚大仙的踪影了——那些充分考虑到人体生理结构与运动力学原理、利用高科技研制出的新式跑鞋，成为运动员的秘密武器。
　　专家们认为高科技跑鞋要具备三大特色：一是极佳的避震功能，穿着倍感舒适和安全；二是具备回输功能，能释放吸震时储蓄的能量，使运动员感到省力轻松；三是附着力强，运动员易于控制，保持正确姿势，避免滑倒。
　　根据生物力学专家测定出的数据，跑鞋的重量每增加100克，体能消耗将增加1%。因此在保证质量的前提下，跑鞋越轻越好。为此日本水野公司用陶瓷鞋钉替代了传统的铁钉，为短跑巨星刘易斯制造了一双价值十几万美元的轻盈坚固、便于加速的跑鞋。由于陶瓷耐磨且钉子周围无任何附粘物，因而使鞋的重量减轻了20克（仅重115克），同时水野公司还针对刘易斯跑步的特点，调整了鞋钉的方向和位置。刘易斯在1988年第24届汉城奥运会100米跑、200米跑、跳远和400米接力赛上所穿的跑鞋，都是根据不同项目和场地特点分别设计的。2000年悉尼奥运会上，美国短跑名将迈克尔·约翰逊的金缕鞋出尽风头。约翰逊在1996年亚特兰大奥运会上曾夺得200米和400米跑两枚金牌，此后他希望耐克公司为他制造出更为精良的跑鞋。于是，科研人员用3年时间进行了金缕鞋的研发——这双仅重116克的跑鞋，也许是世界上最昂贵的跑鞋：鞋面由24K纯金制成的颗粒包裹，在闪光灯下金光灿灿。

快皮争霸，尽显锋芒

　　从2004年第28届雅典奥运会的快皮II，到如今的鲨鱼皮PRO，快皮的出现，使人们看到泳衣的科技含量已达到令人不敢想象的地步。

　　悉尼奥运会游泳比赛中，澳大利亚选手伊恩·索普穿黑色连体紧身泳装，宛如碧波中前进的鲨鱼，劈波斩浪，一举夺得3枚金牌，而他身穿的“鲨鱼皮泳衣”也从此名震泳界。
　　鲨鱼皮泳衣是人们根据其外形特征起的绰号，其实它有着更加响亮的名字：快皮，它的核心技术在于模仿鲨鱼的皮肤。生物学家发现，鲨鱼皮肤表面粗糙的V形皱褶可以大大减少水流的摩擦力，使身体周围的水流更高效地流过，鲨鱼得以快速游动。实验表明，快皮的纤维可以减少3%水的阻力，这在1% 秒就能决定胜负的游泳比赛中有着非凡意义。1999年10月，国际泳联正式允许运动员穿快皮参赛。
　　早些时候，日本选手木原美知子曾提出裸泳能取得最好成绩，但荷兰人很快指出这种说法是错误的。实验证明：不穿泳衣时的阻力要比穿泳衣时大9%。因为好的泳衣能使身体变成流线型，因此阻力更小。之后日本人又尝试用丝绸做泳装材料，但运动效果不佳。
　　20世纪50年代尼龙泳衣开始风靡世界，到1976年杜邦公司用聚氨酯纤维材料制造的泳衣，它能防止泳衣被拉长时从缝中流入更多的水，性能由此有了飞跃。1988年汉城奥运会时出现了质地薄、表面光滑、伸缩性好的新式泳衣，它使阻力比过去减少了10%。
　　2000年悉尼奥运会上，澳大利亚选手身着黑色连体快皮I出赛，创下5金9银4铜的骄人战绩。快皮I可使100米自由泳的成绩提高1秒！而在该届奥运会中，中国游泳界却经历了快皮I不适合本国选手的麻烦。因为提供给中国游泳运动员的快皮I，都是大、中、小号的均码服装，没有一个运动员能有量身定做的幸运。从2004年第28届雅典奥运会的快皮II，到如今的鲨鱼皮PRO，快皮的出现，使人们看到泳衣的科技含量已达到令人不敢想象的地步。
　　在新一轮的泳衣科技大战中，人们在实验研究中引入了CFD（Computational FluidDynamics）电脑系统，科研人员可以让比照真人创建的运动员身体模型，在电脑里做模拟游泳的实验。通过模拟实验，可以发现游泳时运动员身体的不同部位受到的摩擦阻力不同，设计人员由此提出对泳衣的不同部分要采用不同质地纤维的新创意。

给我一个支点，我将撬动世界纪录

　　真正使撑杆跳高纪录腾飞的是玻璃纤维杆。借助它，撑杆跳高的成绩突飞猛进。仅1962年至1963年，世界纪录就被刷新4次，共提高了26厘米。

　　撑杆跳高起源于古代人类利用木棍、长矛等撑越障碍的活动。撑杆跳高自产生以来，杆的制造材料先后经历了木、竹、金属和玻璃纤维4个阶段。最早的木杆硬而脆，没有弹性，不能很好地将运动员的水平速度转换成垂直势能，所以成绩仅为2.29米，很不理想。
　　20世纪初，人们用既韧且轻又有弹性的竹竿替代了木杆，运动成绩因此大大提高。从1912年到1941年，共有10人16次利用竹竿创下了新的世界纪录。日本运动员曾凭借本国丰富的竹资源，以及独特的竹竿加工工艺称雄一时。在充分研究了该项目的技术特点后，美国开始运用先进的金属加工工艺制造轻质合金撑杆。1942年，美国选手瓦塔姆用合金撑杆创造了4.77米的世界纪录，这使竹竿相形见绌。但这种直径均匀、抗弯性能好的杆子在插入插穴时，会产生很大的冲击力，这要求运动员必须练出发达的上肢肌肉。真正使撑杆跳高纪录腾飞的是玻璃纤维杆。借助它，撑杆跳高的成绩突飞猛进。仅1962年至1963年， 世界纪录就被刷新4次，共提高了26厘米。
　　20世纪80 年代，由于多种高性能纤维应用于撑杆，撑杆跳高的优势开始转向欧洲。布勃卡在玻璃纤维、合成树脂及超柔软、超强度纤维等混合制成的现代化撑杆帮助下，成功越过了6.14米。
　　近年来，美国的体育器材制造商已成功地研制了一种更为先进的石墨－玻璃纤维合成杆。这种杆质地轻，坚韧可靠，弹性好，而最大的优点是，它不像玻璃纤维杆从一端到另一端只能均匀地弯曲。这种特殊结构的撑杆可使运动员撑得更高，更容易把力量用在杆尖，以增加弹力。

玩真的

基因兴奋剂挑战2008

　　道高一尺，魔高一丈。修改基因的运动员已经混进奥运会？

　　一本名为《修改基因的运动员》书的作者安迪·米阿认为，基因修改技术能够使运动员肌肉增强增大，甚至无需通过训练，并且不会被检测出来。
　　基因方法可以用来增强运动员某一特定部位的肌肉。例如在铅球运动中，肱三头肌的强壮程度直接决定了运动员的成绩，如果能改良控制肱三头肌纤维大小和数量的神奇生长因子基因，将会大大提高运动员的成绩。
　　美国宾夕法尼亚大学遗传学家李·斯威内和同事耶鲁·格尔德曼，正在研究肌肉基因修改会带来什么后果。他们给老鼠腿部肌肉注射一种能够修改遗传材料的病毒。然后，让老鼠像往常训练那样爬梯子。他们发现，老鼠的后腿肌肉强壮程度比以前增加了15%～30%，甚至久坐不动的老鼠肌肉也增长了20%。
　　格尔德曼解释道，植入的基因能够使肌肉释放一种类似胰岛素的增长物质，在这种情况下，内分泌器官仍然正常地控制生长荷尔蒙IGF-I的释放，结果，现在的血检和尿检都不能检查出修改的基因，只有通过肌肉活组织切片检查才有可能被发现。但是很明显，赛前做这种检查几乎不可能。
　　格尔德曼说：“基因疗法很难被检测出来。但是它们有着内在的危险，一些人已经死于治疗实验。”在至少两起研究实验中，植入新基因的孩子出现了免疫缺乏混乱症。尽管修改基因存在很大风险，还是有运动员愿意花10万美元接受肌肉转基因。
　　针对北京奥运会面临的最先进且迫在眉睫需要解决的基因兴奋剂问题，国家体育总局运动医学研究所副所长、中国兴奋剂检测中心主任吴侔天表示，目前谈基因兴奋剂的检测还不太现实。鉴于人类对基因学了解的局限性，北京奥运会兴奋剂检测仍将以尿检为主。
　　世界反兴奋剂机构（WorldAnti-Doping Agency，简称WADA）的口号是“玩真的”（PlayTrue）。有人恶作剧说，后面应该加上问号或省略号，才更符合这些年来WADA面临的屡败屡战，屡战屡败的事实。最近，一个叫李·斯温尼（LeeSweeney）的生理学教授给WADA 描绘了一个更加噩梦般的未来：一旦肌肉基因疗法被用作新的基因兴奋剂，玩真的日子将可能永远成为历史。