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译者:doctor who

原文:One One-Hundredth of a a Second Faster:Building Better Olympic Athletes

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,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,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2000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,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、一名滑水者以及几名冲浪救生员(好的冲浪救生员能在沙中有跑出很好的速度)。

他们给这些运动员配备了最好的教练、设备以及运动科学。每一次的训练和竞赛都被详细的分析和解剖,教练看是否还有余地提高启动和操作技巧。专门的力量和调理项目也是针对这项运动的需求,尤其是针对爆发力和短程速度。

这个项目取得了成功:一个之前从没见过冰橇的女运动员在经过18个月的训练后就获得奥运会参赛资格了。令人惊奇的是,她在得到这个参赛资格前只进行了220次训练。(而一个典型的美国俯式冰橇运动员在上奥运会之前都要进行2000次以上的训练)

世界潮流

在澳洲成功的同时,全世界在运动科学方面的投资也在显著增加。在即将迎来伦敦奥运会时,英国每年向他们自己的高表现运动项目“英国运动”(UK Sport)花费一亿六千万。加拿大的“占领颁奖台”(Own the Podium)项目在准备2010年温哥华冬奥会时花费了1亿。卡塔尔已经在多哈成立了追求卓越运动学院(Aspire Academy for Sports Excellence),雇佣了几名AIS的人员帮助他们发展这个项目。而中国,一直坚持举国体制,在全国的3000所运动学校注册了360,000名学生。

不过,至少有一个主要的国家还没有遵从AIS的集中运动训练模式:美国。在研究和训练方面几乎见不到政府的投资,几乎所有的美国奥委会(US Olympic Committee, USOC)的基金都来自于公司赞助与个人捐助。不过,美国奥委会仍然十分希望花钱模仿AIS训练模式中的最好的部分。“AIS就是你想要的一个运动系统当中最好的那个”,USOC高表现主任Peter Vint说,“他们是全世界所有国家都该学习的榜样”。

【At the AIS facilities outside of Canberra, Australia, swimmers have their performance—from speed to water displacement—analyzed by a team of scientists.图片:wiki】

Leisel Jones似乎不需要人来教她如何游泳。她还在15岁时就代表澳大利亚参加了2000年的悉尼奥运会,而且在100米蛙泳中令人惊奇的赢得了银牌。在接下来的两届奥运会中,她获得了七枚奖牌,包括三枚金牌,同时还获得14枚世界锦标赛的奖牌。很多都觉得她是有史以来最伟大的蛙泳运动员。

不过,如今已26岁的她正准备完成一项创举:参加她的连续第四届奥运会,还没有哪个奥运游泳运动员这么做过。这次,为了获得集中式的游泳课程,她回到了AIS。该机构拥有价值1700万的水上运动设施,在水上,四周以及水下安装有30个摄像头,还有一个机械摄像机能随运动员而动,记录他们蛙泳时的数据。其中的一个起泳器上安装了测力板和运动传感器;一把弯弯曲曲的数据线穿过湿湿的台面连接到一台装有巨大液晶屏幕的电脑上,随时对游泳过程进行监控。

Jones走上泳台,起跳,她舒展开长臂平滑顺畅的进入水中,游了三个来回后,她停下来,上泳池,走到围在电脑旁的一群科学家和教练员旁边,查看刚才的表现。Jones的图片立即显现在电脑屏幕上。系统显示了所有她开始阶段的参数——她踏地所用的力有多大、用力的角度是多少、空中飞行的角度是多少、如水之前滑行的距离是多少、如水的角度是多少、在水下的深度是多少等等一应尽有。

在比赛中,游泳运动员在起始阶段的速度是最快的,可以达到每秒五米。Jones所做的是平衡好水平的距离(越远越好)以及入水时与水的接触量(越少越好,可以减少阻力)。AIS水上运动主任Mason建立了这套供Jones使用的系统,他现在凝视着屏幕。“Leisel以大约负20度的角度离开了泳台”他说,“我们希望她蹬泳台的力量再大些,离开的时候角度再小些,不要做的太深”。如果她能在开始阶段调整姿势,然后在她做折返动作时做一些小的改变,她就能在游100米的时间取得减少0.4秒的巨大进步。

Jones重新回到泳台上开始另一次的试泳,试图按照科学家的建议做一些修正。“以前我们仅仅是有教练员的主观评估,”Mason说,“现在我们就能对你的实际动作给出客观的评估,而且也能马上做出改进”。

六个月后,Jones如愿选进了奥运会的参赛队中,将出征她的第四次奥运会。甚至有人猜测她可能会最终取得金牌,将澳洲的国旗披在身上。不过,对于AIS忙于处理数据的科学家来说,在Jones的奥运选拔赛中,他们的努力得到了印证。正是靠着这提高了的0.4秒,她才顺利进入了代表队中。

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20 Responses to “[小红猪]快了0.01秒:塑造更好的奥运队员”

  1. M.L.说道:

    “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右半边。”
    这里出错了吧……

  2. illusiwind说道:

    “没人别我们更傻的了” 还有前边说天晴了后边又说不怕雨。“刚糟糕的是”“全国只有一名女性附式雪橇运动员” 编辑有没有看过文章啊……

  3. 怀璧说道:

    随着运动的发展,跨栏越来越讲究技术。在跨越【33英尺】高的栏时,

  4. 怀璧说道:

    像这样的天气还想做动作捕捉,没人【别】我们更傻的了

  5. 拓步ERP软件说道:

    科学可以改变一切,就如jobs说的那样,活着就是为了改变世界!拓步ERP|免费ERP系统|免费ERP软件http://www.toberp.com/

  6. 金本网说道:

    手上是什么东西?

  7. 秦无忧说道:

    这篇文章很不严谨。没看完,但是有两个地方有疑问:
    1.随着运动的发展,跨栏越来越讲究技术。在跨越33英尺高的栏时,运动员的平跑速度必须和身体姿态和技术保持平衡。----请问是什么人能跨越33英尺高的栏?
    2.拿游泳来说,男子100米自由泳的记录比1905年提高了29%....从1905年到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。----游泳记录的时间缩短了,并不是记录下降了。这个地方前后的描述本身就矛盾了。记录应该用提高,或者用时间缩短,游泳比赛没有退步!

    • doc who说道:

      谢谢您的的评论。
      对于第一点,前面有类似的评论,我已经回复过了,是33英寸;
      第二点,我当时也有些犹豫,是否应该按照原文翻译,可能是中文和英文表达上有差异,我下次会注意,改成适合中文阅读习惯的表达,如自由泳记录平均每年提高了0.32个百分点。
      译者doctoe who回复。

    • 霍森布鲁斯说道:

      这段翻译正在进一步和译者确认!非常感谢您指出其中可能出现的差池。

  8. 小飘飘说道:

    呃,,测试中

  9. budblack说道:

    额,对于我这样的普通人来说。这篇文章的评论更具有实际意义。。。。
    原来做翻译这么痛苦。。。

    • doctor who说道:

      没有那么辛苦了,现在报刊上的英文文章都通俗易懂。英翻中还是简单多了。

  10. kungdar说道:

    我发现好多楼上的喜欢鸡蛋里挑骨头,请问你们是专业的吗?科学松鼠会只是为大众普及一种通俗易懂的科学平台,不是ais级别的国际实验室。这些都不是重点,关键是表达现在科学技术是衡量一个国家运动员的新标准